ROBOT LINE FOLLOWER PID SEBAGAI MEDIA …eprints.uny.ac.id/19717/1/Amir Fatah F 07502241012.pdf ·...
183
i ROBOT LINE FOLLOWER PID SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN APLIKASI MIKROKONTROLER DI JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA TUGAS AKHIR SKRIPSI Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Teknik (S1) Disusun Oleh : Amir Fatah Fatchurrohman NIM. 07502241012 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2014
Transcript of ROBOT LINE FOLLOWER PID SEBAGAI MEDIA …eprints.uny.ac.id/19717/1/Amir Fatah F 07502241012.pdf ·...
i
ROBOT LINE FOLLOWER PID SEBAGAI MEDIA
PEMBELAJARAN APLIKASI MIKROKONTROLER DI
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
TUGAS AKHIR SKRIPSI
Diajukan Kepada Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Untuk
Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memperoleh Gelar Sarjana
Pendidikan Teknik (S1)
Disusun Oleh :
Amir Fatah Fatchurrohman
NIM. 07502241012
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2014
ii
LEMBAR PERSETUJUAN
TUGAS AKHIR SKRIPSI
ROBOT LINE FOLLOWER PID SEBAGAI MEDIA
PEMBELAJARAN APLIKASI MIKROKONTROLER DI JURUSAN
PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
Oleh :
AMIR FATAH FATCHURROHMAN
NIM. 07502241012
Telah memenuhi syarat dan disetujui oleh Dosen Pembimbing untuk
dilaksanakan Ujian Akhir Tugas Akhir Skripsi bagi yang bersangkutan.
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Amir Fatah Fatchurrohman
NIM : 07502241012
Program Studi : Pendidikan Teknik Elektronika
iii
iv
v
PERSEMBAHAN
Tugas Akhir ini ku persembahkan kepada :
Bapak, Ibuk, dan seluruh keluarga atas segala doa, perhatian, kasihsayang, dan dukungannya kepadaku
Seluruh guru dan dosen yang telah mengajariku dan membimbingku dalam menuntut ilmu hingga detik ini
Slamet Hari Mukti, Agus Setiawan, Sofyan Kurniawan, Rachmad Apriyadi, Harizka Rahmanto, Mas Aji Setiawan, Agus Wibowo, dan Engga Akbar. terima kasih atas semangat,
bantuan, arahan, pemikiran dan masukannya.
Rekan-rekan sahabat Kelas A 2007 Pendidikan Teknik Elektronika S1 FT UNY.
Terima kasih atas dukungan, bantuan, motivasi dan dorongannya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
LIMUNY PUSKOM UNY
Rekan-rekan keluarga besar LIMUNY dan seluruh karyawan Puskom UNY.
Terima kasih atas dukungan, bantuan, fasilitas, motivasi dan dorongannya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
Seluruh teman-teman Study Club Robotika Elektronika (TIREK) Tim Robot Elektronika
Salam Robotika!! Selalu jadilah Juara!!
Seluruh Rekan-rekan kelas B 2010 D3 Teknik Elektronika yang telah membantu penelitian saya.
MOTTO
Lakukan sesuatu jangan setengah-setengah
Kalau setengah-setengah hasilnya pasti kurang dari setengah
(my self)
Jangan pikir kebutuhan hidup tapi jalan hidup yang lebih utama
(my self)
Kunci sukses adalah Yakin, berdoa kepada Allah, optimis, action bekerja keras, ikhtiar, sedekah dan doa orang tua
(my self)
“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan”
(Q.S. Al-Insyirah: 6)
vi
ABSTRAK
ROBOT LINE FOLLOWER PID SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN
APLIKASI MIKROKONTROLER DI JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK
ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI
YOGYAKARTA
Oleh : Amir Fatah Fatchurrohman
07502241012
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh desain trainer dan modul,
mengetahui unjuk kerja, dan menguji tingkat kelayakan trainer dan modul robot
line follower PID sebagai media pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan
PT Elektronika, FT, UNY.
Penelitian ini menggunakan metode Research and Development. Objek
penelitian ini adalah modul dan trainer line follower robot. Tahap pengembangan
produk meliputi 1). Analisis, 2). Desain, 3). Implementasi, 4). Pengujian, 5).
Validasi, dan 6). Ujicoba pemakaian. Metode yang digunakan dalam
pengumpulan data meliputi 1). Pengujian unjuk kerja, 2). Angket penelitian.
Adapun validasi media pembelajaran melibatkan dua ahli materi pembelajaran
dan dua ahli media pembelajaran dan ujicoba pemakaian dilakukan oleh 21
mahasiswa.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa line follower robot dapat dibuat
dengan menggabungkan berbagai macam komponen sesuai dengan kompetensi
yang telah dikaji sebelum proses pembuatan produk. Unjuk kerja dari media
pembelajaran ini adalah robot dapat bekerja mengikuti garis berwarna hitam
dengan tingkat kestabilan paling baik pada lebar garis 1,5cm. Hasil uji validasi isi
modul dari penelitian ini memperoleh persentase 87,5% sehingga dikatagorikan
sangat layak. Untuk uji validasi konstrak pada penelitian ini memperoleh
persentase 95,14% sehingga dikatagorikan sangat layak. Pada uji pemakaian
kepada mahasiswa persentase yang didapatkan sebesar 81,87 % sehingga
dikatagorikan sangat layak.
Kata kunci: Robot, Line Follower, media
vii
ABSTRACT
LINE FOLLOWER ROBOT PID AS LEARNING MEDIA OF
MICROCONTROLLER APPLICATION IN THE DEPARTMENT OF
ELECTRONIC ENGINEERING EDUCATION OF FACULTY OF
ENGINEERING OF STATE UNIVERSITY OF YOGYAKARTA
Amir Fatah Fatchurrohman
07502241012
This study was aimed to obtain a trainer and module design, find out the
performance , and test the feasibility of a trainer and module PID line follower
robot as a learning medium of microcontroller application at the Department of
Electronic Engineering Education, Faculty of Engineering, State University of
Yogyakarta.
This study used Research and Development approach. The object of
research was the module and line follower robot trainer. The development phases
of the product included 1) Analysis , 2) Design , 3) Implementation , 4) Testing ,
5) Validation , and 6 ) Try out. The techniques used in the data collection
consisted of performance test and questionnaire . The validation toward the
learning media involved two experts of learning materials and two experts of
instructional media. Next, the implementation was conducted by twenty one
university students.
The findings showed that the line follower robot can be made by
combining various components in accordance with the competencies that have
been studied earlier in the process of product making. Then, the performance of
the learning media was that the robot can follow the black line and work with a
good level of stability in the line width of 1.5 cm . Further, the results of the
content validity test of the module yielded that the percentage increasrs into 87.5
% which was categorized as "very feasible" . Related to the construct validity test
in this study, the percentage gained into 95.14 % which was categorized as "very
feasible". Finally, in term of the try out result, the percentage obtained 81.87 %
which was categorized as "very decent" .
Keywords : Robot , Line Follower , media
viii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah segala puji hanya bagi Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, hidayah, serta petunjukNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir dengan judul : Robot Line Follower PID Sebagai Media Pembelajaran
Aplikasi Mikrokontroler di Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika
Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta ini dengan baik dan sesuai
harapan.
Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada :
1. Prof. Dr. Rochmat Wahab, M.Pd., M.A selaku Rektor Universitas Negeri
Yogyakarta.
2. Dr. Moch. Bruri Triyono selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Negeri Yogyakarta.
3. Muh. Munir, M.Pd. selaku Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika,
Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakrta.
4. Dr. Putu Sudira, M.P. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang telah
banyak memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis.
5. Para Dosen, Teknisi dan Staf Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika.
6. Bapak, Ibu, dan seluruh keluarga besar Surandi atas segala dukungannya.
7. Seluruh teman Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika tahun angkatan
2005, 2006, 2007, 2008, dan 2009 yang tergabung dalam keluarga besar
HIMANIKA FT UNY.
ix
8. Seluruh teman Operator dan HW LIMUNY, PUSKOM yang telah banyak
membantu penulis.
9. Seluruh pecinta robotika yang tergabung di dalam Study Club Robotika
(TIREK) Tim Robot Elektronika terima kasih atas masukan dan ilmunya.
10. Mahasiswa kelas B 2010 D3 Teknik Elektronika UNY yang sudah
bersedia membantu penelitian saya.
11. Seluruh Crew T-Comp Jogja yang telah membantu saya.
12. Dan semua pihak yang telah banyak membantu dan tidak dapat penulis
sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari, laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, Untuk itu dengan
segala kerendahan hati, penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya. Kritik dan
saran yang membangun sangat penulis harapkan demi sempurnanya laporan ini.
Semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis dan semua pihak yang membutuhkan.
Yogyakarta, 12 Januari 2014
Penulis
x
DAFTAR ISI
Halaman
TUGAS AKHIR SKRIPSI ....................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii
SURAT PERNYATAAN....................................... Error! Bookmark not defined.
LEMBAR PENGESAHAN ................................... Error! Bookmark not defined.
PERSEMBAHAN ................................................................................................... v
MOTTO .................................................................................................................. v
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii
DAFTAR ISI ........................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
A. Latar Belakang ..................................................................................... 1
B. Identifikasi Masalah ............................................................................. 5
C. Batasan Masalah ................................................................................... 5
D. Rumusan Masalah ................................................................................ 6
E. Tujuan................................................................................................... 6
F. Manfaat................................................................................................. 7
BAB II KAJIAN PUSTAKA .................................................................................. 8
A. Kajian Teori.......................................................................................... 8
1. Pembelajaran ................................................................................. 8
2. Media Pembelajaran ...................................................................... 9
xi
3. Pengembangan Media Pembelajaran .......................................... 20
4. Line Follower Robot ................................................................... 34
5. Kendali PID ................................................................................. 41
6. Struktur PID Ideal ....................................................................... 43
7. Persamaan PID Digital ................................................................ 46
8. Realisasi Program PID Digital .................................................... 48
B. Kajian Penelitian yang Relevan ......................................................... 52
C. Kerangka Pikir.................................................................................... 59
D. Pertanyaan Penelitian ......................................................................... 61
BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 62
A. Model Pengembangan ........................................................................ 62
B. Prosedur Pengembangan .................................................................... 63
1. Analisis Kebutuhan ..................................................................... 63
2. Desain .......................................................................................... 69
3. Implementasi ............................................................................... 76
4. Evaluasi Kelayakan Media .......................................................... 77
C. Sumber Data Penelitian ...................................................................... 78
a. Obyek Penelitian ......................................................................... 78
b. Subyek Penelitian ........................................................................ 78
c. Tempat dan Waktu Penelitian ..................................................... 79
D. Teknik Pengumpulan Data ................................................................. 79
1. Pengujian dan Pengamatan ......................................................... 79
2. Jenis Data .................................................................................... 79
3. Kuisioner (Angket)...................................................................... 81
E. Instrumen Penelitian ........................................................................... 82
xii
1. Validasi Instrumen Isi ................................................................. 82
2. Validasi Instrumen Konstrak....................................................... 83
3. Uji Validitas dan Reabilitas Instrumen ....................................... 84
4. Instrumen Kelayakan Pengunaan Media Pembelajaran .............. 87
F. Teknik Analisis Data .......................................................................... 88
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 90
A. Hasil ................................................................................................... 90
1. Hasil Desain ................................................................................ 90
2. Hasil Implementasi...................................................................... 92
3. Hasil Pengujian Unjuk Kerja Media Pembelajaran .................... 98
4. Hasil Validasi Media Pembelajaran .......................................... 102
B. Pembahasan ...................................................................................... 110
1. Desain trainer dan modul Robot Line Follower PID ................ 111
2. Unjuk kerja trainer dan modul Robot Line Follower PID. ....... 113
3. Tingkat kelayakan trainer dan modul Robot Line Follower. .... 115
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 117
A. Kesimpulan....................................................................................... 117
B. Saran ................................................................................................. 118
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 119
LAMPIRAN ........................................................................................................ 121
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Kerucut Pengalaman Edgar Dale ........................................................ 12
Gambar 2. Blok Sistem Robot Line Follower ....................................................... 35
Gambar 3. Salah Satu Model Line Follower Robot ............................................. 35
Gambar 4. Rangkaian Elektronik Robot Line Follower ....................................... 36
Gambar 5. Gambaran Kerja Photodioda ............................................................... 37
Gambar 6. Rangkaian sensor Fototransistor untuk ADC ...................................... 37
Gambar 7. Contoh Rancangan Mekanik Line Follower Robot ............................. 38
Gambar 8. H-bridge FET ...................................................................................... 40
Gambar 9. Diagram Blok PID ............................................................................... 41
Gambar 10. Respon proses sebagai akibat perubahan SetPoint ............................ 46
Gambar 11. Blok Diagram Modul PID Digital ..................................................... 47
Gambar 12. Diagram blok modul PID digital ....................................................... 49
Gambar 13. Blok Diagram PID Motor Controller ................................................ 52
Gambar 14. Kerangka Pikir Penelitian................................................................. 59
Gambar 15. Langkah-Langkah Metode Research and Development (R&D) ....... 62
Gambar 16. Rangkaian Sistem Mininum Mikrokontroler .................................... 70
Gambar 17. Cahaya pantulan sedikit Gambar 18. Cahaya pantulan banyak...... 71
Gambar 19. Rangkaian ADC Sensor Fotodiode ADC .......................................... 72
Gambar 20. Bentuk pulsa PWM ........................................................................... 73
Gambar 21. Rangkaian Driver Motor ................................................................... 74
Gambar 22. Rancangan Mekanik Robot ............................................................... 75
Gambar 23. Skor kelayakan secara kontinum ....................................................... 89
Gambar 24. Schematic Robot Line Follower ........................................................ 93
Gambar 25. Layout PCB Microcontroller Unit .................................................... 94
xiv
Gambar 26. Realisasi PCB Microcontroller Unit (MCU) .................................... 94
Gambar 27. Layout PCB Line Sensor (Sensor Garis)........................................... 95
Gambar 28. Realisasi PCB Line Sensor (Sensor Garis) ....................................... 95
Gambar 29. Layout PCB Driver Motor.............................................................. 96
Gambar 30. Hardware Driver Motor ................................................................... 96
Gambar 31. Modul Media Pembelajaran Robot Line Follower ............................ 97
Gambar 32. Konfigurasi Pembacaan Sensor ......................................................... 98
Gambar 33. Uji coba Robot Pada Garis Lurus ...................................................... 99
Gambar 34. Uji coba Robot Pada Garis terhadap Posisi Sensor dengan PWM
Motor ..................................................................................................................... 99
Gambar 35. Uji coba Robot Pada Garis Putus-Putus .......................................... 100
Gambar 36. Uji coba Robot pada Garis Siku Kanan .......................................... 100
Gambar 37. Uji Coba Robot pada Garis Sudut Lancip 45 Derajat ..................... 101
Gambar 38. Persentase Validasi Ahli Materi ...................................................... 104
Gambar 39. Persentase Validasi Ahli Media ...................................................... 106
Gambar 40. Diagram batang skor tanggapan User/Pengguna ............................ 110
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Tabel Kebenaran Keaktifan Motor ......................................................... 40
Tabel 2. Pengaruh tuning salah satu parameter PID terhadap unjuk kerja proses. 45
Tabel 3. Aspek evaluasi dari Prihatini (2010) untuk ahli materi .......................... 53
Tabel 4. Aspek evaluasi dari Muttaqin (2010) untuk ahli materi ......................... 53
Tabel 5. Aspek evaluasi dari Prihatini (2010) untuk ahli media ........................... 54
Tabel 6. Aspek evaluasi dari Muttaqin (2010) untuk ahli media .......................... 54
Tabel 7. Aspek evaluasi dari Prihatini (2010) untuk pengguna ............................ 55
Tabel 8. Aspek evaluasi dari Muttaqin (2010) untuk peserta didik ...................... 55
Tabel 9. Kompetensi Dasar dan Materi Dasar dalam Silabus Mikrokontroler
Jurusan P.T. Elektronika ....................................................................................... 64
Tabel 10. Tabel Kebenaran Keaktifan Motor ....................................................... 74
Tabel 11. Kisi-kisi Instrumen untuk Validator Ahli Materi Pembelajaran ........... 83
Tabel 12. Kisi-kisi Instrumen untuk Validator Ahli Media Pembelajaran ........... 83
Tabel 13. Uji Kelayakan Instrumen ...................................................................... 86
Tabel 14. Case Processing Summary .................................................................... 86
Tabel 15. Reliability Statistics .............................................................................. 86
Tabel 16. Kisi-kisi Instrumen untuk peserta didik ................................................ 87
Tabel 17. Tabel Kategori Kelayakan berdasarkan Rating Scale ........................... 89
Tabel 18. Kalkulasi PWM berdasarkan Error Sensor dengan PID pada Sampel
Setting Proporsional =12, Integral = 0 dan Deverensial = 30 ............................. 102
Tabel 19. Hasil Uji Validasi Ahli Materi ............................................................ 104
Tabel 20. Hasil Uji Validasi Ahli Media ............................................................ 106
Tabel 21. Data Hasil Pemakaian Media Pembelajaran oleh Mahasiswa ........... 108
Tabel 22. Persentase Hasil Ujicoba Pemakaian Tiap Indikator .......................... 109
Tabel 23. Kategori Skor Tanggapan Pengguna Dari Tiap Aspek ....................... 110
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat Keputusan Dekan Pengangkatan Pembimbing ..................... 122
Lampiran 2. Surat Keputusan Dekan Fakultas Teknik UNY .............................. 123
Lampiran 3. Surat Keterangan Persetujuan Tugas Akhir .................................... 124
Lampiran 4. Validasi Instrumen Penelitian Experts Judgement 1 ...................... 125
Lampiran 5. Validasi Instrumen Penelitian Experts Judgement 2 ...................... 126
Lampiran 6. Dokumentasi Penelitian .................................................................. 127
Lampiran 7. Validasi Instrumen Ahli Materi oleh Experts Judgement 1 ........... 128
Lampiran 8. Validasi Instrumen Mahasiswa oleh Experts Judgement 1 ............ 133
Lampiran 9. Validasi Instrumen Ahli Media oleh Experts Judgement 1 ............ 136
Lampiran 10. Validasi Instrumen Ahli Materi oleh Experts Judgement 2 ......... 140
Lampiran 11. Validasi Instrumen Ahli Media oleh Experts Judgement 2 .......... 143
Lampiran 12. Daftar Hadir Uji Pemakai Kelompok Kecil ................................. 146
Lampiran 13. Daftar Hadir Uji Pemakai Kelompok Besar ................................. 147
Lampiran 14. Instrumen Penelitian Untuk Pengguna Media .............................. 148
Lampiran 15. Lembar Observasi Ahli Materi oleh Drs. Kadarisman ................. 151
Lampiran 16. Lembaga Observasi Ahli Materi oleh Dr. Eko Marpanaji............ 155
Lampiran 17. Lembaga Observasi Ahli Madia oleh Muh. Munir, M.Pd ............ 159
Lampiran 18. Lembaga Observasi Ahli Media oleh Adi Dewanto, M.Kom ...... 163
Lampiran 19. Desain Mekanik Gear Box ........................................................... 167
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Era otomasi industri di Indonesia saat ini sudah sangat maju dan
memberikan kemudahan bagi banyak kalangan terutama industri. Salah satu
teknologi yang berperan dalam otomasi industri adalah sistem mikrokontroler
dan robotika yang telah diaplikasikan di industri-industri besar. Kecanggihan
teknologi yang dimiliki sangat bermanfaat bagi industri karena dengan
adanya sistem mikrokontroler dan robot, jumlah produksi dapat ditingkatkan
karena teknologi tersebut mampu bekerja selama 24 jam tanpa istirahat.
Robot adalah sebuah mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik
menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, atau menggunakan program
yang didefinisikan (kecerdasan buatan). Robot biasanya digunakan untuk
mengerjakan tugas berat, pekerjaan bahaya, pekerjaan berulang dan kotor.
Robot industri biasanya digunakan dalam garis produksi. Penggunaan lainnya
termasuk pembersihan limbah beracun, penjelajahan bawah air, luar angkasa,
dan pertambangan. Salah satu aplikasi robot line follower pada industri
adalah robot pengangkut barang yang bertugas membawa barang pada posisi
tertentu kemudian berjalan mengikuti garis menuju cek point tujuan.
Sekarang ini robot mulai memasuki pasaran konsumen di bidang hiburan,
pendidikan, penyedot debu, dan pemotong rumput.
2
Perkuliahan Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika adalah salah satu
sasaran yang paling baik untuk pengembangan media-media pembelajaran.
Perkuliahan membutuhkan banyak media pembelajaran untuk mempermudah
dalam kegiatan praktikum. Salah satu bidang sekarang sedang dikembangkan
adalah mikrokontroler dan robotika. Robotika adalah bidang yang masuk
dalam katagori implementasi dari mata kuliah mikrokontroler yang ada di
Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika. Menurut Slamet Hari Mukti
mahasiswa P.T. Elektronika 2008 juara 1 Lomba robot line follower
Roborace 2011 minat mahasiswa untuk belajar dan memahami
mikrokontroler dan robotika mulai meningkat, salah satu cara belajar
mikrokontroler yang paling menarik adalah dengan mengunakan robot line
follower. Katagori robot yang sering digunakan sebagai pengenalan bidang
robotika adalah line follower robot. Line follower robot merupakan sebuah
robot yang mampu bekerja mengikuti garis sesuai dengan kriteria warna jalur
yang ditetapkan. Pada kurun waktu 2008 sampai 2013 semakin banyak
diselenggarakan event kegiatan perlombaan robotika berkatagori line follower
robot untuk mahasiswa tingkat nasional, dalam setahun ada sekitar 4 event
perlombaan robot line follower tingkat nasional yang digelar oleh universitas
terkemuka di Indonesia. Dengan diselenggarakannya berbagai kegiatan
perlombaan robotika tingkat mahasiswa menjadikan bidang robotika semakin
digemari. Kelompok-kelompok belajar robotika (study club robotika) banyak
berkembang seiring banyaknya kegiatan perlombaan bidang robotika
khususnya line follower robot. Dalam kegiatan belajar membuat robot tentu
3
tidak mudah jika tidak dibantu dengan media yang mendukung. Dengan
adanya media pembelajaran line follower robot mahasiswa akan lebih mudah
dalam memahami proses pembuatan line follower robot.
Sekarang ini telah ada line follower robot yang telah diproduksi oleh
perusahaan tertentu yang dijual untuk memberikan fasilitas kepada para
konsumen yang ingin mempelajari robotika. Salah satu perusahaan yang
menjual macam-macam kit robotika adalah TOKO-ROBOT (Sumber:
http://www.toko-robot.com). Karena kit-kit robotika diproduksi oleh
perusahaan, maka memberikan dampak terhadap harga jual yang tinggi.
Dengan harga jual yang tinggi terhadap satu buah kit robot maka akan
memberikan beban kepada mahasiswa untuk dapat memiliki kit robot
tersebut. Salah satu kendala lain dari kit robot yang dijual di toko adalah tidak
diberikannya fasilitas untuk memahami proses pembuatan robot. Dalam
sebuah kit robot misalnya contoh line follower robot konsumen hanya tinggal
menjalankan saja, kalaupun ada kit robot yang memberikan fasilitas untuk
memprogram rule pergerakan robot itu belum memberikan pembelajaran
secara utuh tentang pemograman mikrokontroler.
Robot line follower memberi kemudahan penggunanya untuk
mengaplikasikan berbagai kendali, mulai dari kendali on-off, fuzzy logic, JST
dan PID. PID adalah salah satu kendali yang sering digunakan pada robot line
follower kerena pengaturan tuningnya yang mudah dan dirasa efektif untuk
pengendalian robot menghadapi berbagai hambatan lintasan robot line
follower. Pengembangan media pembelajaran line follower robot PID
4
diperlukan untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa dalam mempelajari
pembuatan robot. Media pembelajaran harus mampu mengajak mahasiswa
untuk aktif dalam memahami proses pembuatan robot. Kesempatan belajar
mahasiswa dalam memahami setiap bagian line follower robot PID harus
diberikan, tidak hanya sekedar teori dan mengoperasikannya. Untuk
meningkatkan pemahaman mahasiswa dalam mempelajari pembuatan line
follower robot maka perlu adanya pengembangan media pembelajaran line
follower robot. Media pembelajaran harus mampu mengajak mahasiswa
untuk aktif dalam memahami proses pembuatan robot. Kesempatan belajar
mahasiswa dalam memahami setiap bagian line follower robot harus
diberikan, tidak hanya sekedar mengoperasikannya.
Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika, Fakultas Teknik, Universitas
Negeri Yogyakarta merupakan salah satu jurusan yang memiliki kompetensi
di bidang elektronika. Perguruan Tinggi harus responsif dan antisipatif dalam
dengan perkembangan teknologi terutama dalam perkembangan
mikrokontroler dan aplikasi robotika sebagai salah satu ranah keilmuan
bidang elektronika. Survey yang dilakukan penulis pada tanggal 29 Maret
2011 diperoleh data bahwa Study Club Robotika Jurusan P.T.Elektronika
telah sering mengikuti event perlombaan robotika khususnya lomba line
follower robot yang diselenggarakan oleh Universitas terkemuka baik tingkat
regional maupun nasional. Dari data inilah yang menjadikan alasan penulis
memilih Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika , Fakultas Teknik,
Universitas Negeri Yogyakarta sebagai tempat penelitian. Berdasarkan uraian
5
diatas peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul : “ Robot
Line Follower PID Sebagai Media Pembelajaran Aplikasi Mikrokontroler di
Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika Fakultas Teknik Universitas Negeri
Yogyakarta”.
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, ditemukan identifikasi masalah
dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Perkuliahan Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika membutuhkan media
pembelajaran mikrokontroler dan robotika untuk kegiatan pembelajaran.
2. Kelompok-kelompok belajar robotika (study club robotika) mengalami
kesulitan membuat robot.
3. Belum ditemukannya desain trainer robot line follower yang baik untuk
media pembelajaran aplikasi mikrokontroler.
4. Belum adanya modul pembelajaran robot line follower untuk membantu
mahasiswa dalam mempelajari aplikasi mikrokontroler.
C. Batasan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah di atas, maka fokus permasalahan
dibatasi pada pengembangan trainer robot dan modul pendukung pembuatan
line follower robot PID sebagai media pembelajaran aplikasi mikrokontroler
di Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika, Fakultas Teknik, UNY.
6
D. Rumusan Masalah
Dari identifikasi dan pembatasan masalah di atas dapat dirumuskan
permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimana realisasi trainer dan modul Robot Line Follower sebagai
media pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan P.T. Elektronika,
Fakultas Teknik, UNY ?
2. Bagaimana unjuk kerja dari trainer Robot Line Follower sebagai media
pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan P.T. Elektronika,
Fakultas Teknik, UNY ?
3. Bagaimana tingkat kelayakan trainer dan modul Robot Line Follower
PID sebagai media pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan P.T.
Elektronika, Fakultas Teknik, UNY ?
E. Tujuan
Tujuan penelitian ini mengacu pada masalah yang telah disebutkan di
atas yaitu untuk :
1. Memperoleh realisasi trainer dan modul Robot Line Follower sebagai
media pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan P.T. Elektronika,
Fakultas Teknik, UNY.
2. Mengetahui unjuk kerja trainer Robot Line Follower sebagai media
pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan P.T. Elektronika,
Fakultas Teknik, UNY.
7
3. Mengetahui tingkat kelayakan trainer dan modul Robot Line Follower
sebagai media pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan P.T.
Elektronika, Fakultas Teknik, UNY.
F. Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Secara teoritis, hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai
media pembelajaran mahasiswa dalam memahami dan memperdalam
proses pembuatan robot line follower sebagai aplikasi mikrokontroler.
2. Secara praktis, hasil penelitian ini dapat digunakan untuk mengembangkan
media pembelajaran robot line follower yang dapat menunjang kegiatan
belajar dan mendorong mahasiswa untuk ikut serta dalam event
perlombaan robot line follower tingkat regional dan nasional.
8
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Kajian Teori
1. Pembelajaran
Menurut UU No. 20 Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan
Nasional DEPDIKNAS (2003), “Pembelajaran diartikan sebagai proses
interaksi peserta didik dengan pendidik dan sumber belajar pada suatu
lingkungan belajar.” Pembelajaran adalah suatu usaha yang sengaja
melibatkan dan menggunakan pengetahuan profesional yang dimiliki guru
untuk mencapai tujuan kurikulum. Pembelajaran merupakan suatu
aktivitas yang dengan sengaja untuk memodifikasi berbagai kondisi yang
diarahkan untuk tercapainya suatu tujuan yaitu tercapainya tujuan
kurikulum.
Istilah pembelajaran berhubungan erat dengan pengertian belajar
dan mengajar. Belajar, mengajar dan pembelajaran terjadi bersama-sama.
Belajar dapat terjadi tanpa guru atau tanpa kegiatan mengajar dan
pembelajaran formal lain. Sedangkan mengajar meliputi segala hal yang
guru lakukan di dalam kelas. Apa yang dilakukan guru agar proses belajar
mengajar berjalan lancar, bermoral dan membuat mahasiswa merasa
nyaman merupakan bagian dari aktivitas mengajar, juga secara khusus
mencoba dan berusaha untuk mengimplementasikan kurikulum dalam
kelas.
9
Belajar mungkin saja terjadi tanpa pembelajaran, namun pengaruh
suatu pembelajaran dalam belajar hasilnya lebih sering menguntungkan
dan biasanya mudah diamati. Mengajar diartikan dengan suatu keadaan
untuk menciptakan situasi yang mampu merangsang mahasiswa untuk
belajar. Situasi ini tidak harus berupa transformasi pengetahuan dari guru
kepada mahasiswa saja tetapi dapat dengan cara lain misalnya belajar
melalui media pembelajaran yang sudah disiapkan. Pembelajaran adalah
suatu sistem yang bertujuan untuk membantu proses belajar mahasiswa,
yang berisi serangkaian peristiwa yang dirancang, disusun sedemikian
rupa untuk mempengaruhi dan mendukung terjadinya proses belajar siswa
yang bersifat internal.
2. Media Pembelajaran
a. Pengertian
Menurut Arsyad (2011:3) media berasal dari bahasa latin
medius yang secara harfiah berarti ‘tengah’,’perantara’ atau
‘pengantar’. Dalam bahasa Arab, media adalah perantara atau
pengantar pesan dari pengirim kepada penerima pesan. Secara lebih
khusus, pengertian media dalam proses belajar mengajar cenderung
diartikan sebagai alat-alat grafis, photografis, atau elektronis untuk
menangkap, memproses, dan menyususn kembali informasi visual atau
verbal. Dengan kata lain media adalah komponen sumber belajar atau
wahana fisik yang mengandung materi instruksional di lingkungan
siswa yang dapat merangsang siswa untuk belajar. Istilah media
10
bahkan sering dikaitkan atau dipergantikan dengan kata teknologi yang
berasal dari kata latin tekne (bahasa Inggris art) dan logos (bahasa
Indonesia “ilmu”) Arsyad (2011:4). Menurut Arsyad (2011:6-7) dari
beberapa batasan tentang media, ciri-ciri umum yang terkandung yaitu:
1) Media pendidikan memiliki pengertian fisik yang dewasa ini
dikenal sebagai hardware (perangkat keras), yaitu benda yang
dapat dilihat, didengar, atau diraba dengan panca indera.
2) Media pendidikan memiliki pengertian nonfisik yang dikenal
sebagai software (perangkat lunak) yaitu kandungan pesan yang
terdapat dalam perangkat keras yang merupakan isi yang ingin
disampaikan kepada peserta didik.
3) Penekanan media pendidikan terdapat pada visual dan audio.
4) Media pendidikan memiliki pangertian alat bantu pada proses
belajar baik di dalam maupun di luar kelas.
5) Media pendidikan digunakan dalam rangka komunikasi dan
interaksi guru dan peserta didik dalam proses pembelajaran.
6) Media pendidikan dapat digunakan secara massal (radio,
televisi), kelompok besar dan kelompok kecil (film, slide, video,
OHP), atau perorangan (modul, computer, radio tape/kaset,
video recorder).
7) Sikap, perbuatan, organisasi, strategi, dan manajemen yang
berhubungan dengan penerapan suatu ilmu.
Menurut Oemar Hamalik yang dikutip oleh Mufarokah (2009:
102) dalam kepustakaan asing, ada ahli yang menggunakan istilah
“audiovisual aids”. Untuk pengertian yang sama banyak pula ahli yang
menggunakan istilah “teaching material” atau instruksional material,
artinya identik dengan pengertian keperagaan yang berasal dari kata
“raga”. Raga berarti suatu benda yang dapat diraba, dilihat, didengar
dan dapat diamati melalui indera.
Dari berbagai pendapat yang dikemukakan di atas dapat
disimpulkan bahwa media media pembelajaran merupakan segala
sesuatu yang dapat dijadikan alat bantu untuk menyampaikan materi
11
pembelajaran oleh guru kepada siswa sehingga pesan atau informasi
yang disampaikan dapat lebih mudah diterima dan dipahami. Berbagai
media dari berbagai macam model dapat digunakan guru untuk
membantu proses belajar mengajar.
b. Landasan Teori Penggunaan Media Pembelajaran
Pemerolehan pengetahuan dan keterampilan, perubahan-
perubahan sikap dan perilaku dapat terjadi karena interaksi antara
pengalaman baru dengan pengalaman yang pernah dialami sebelumnya
Arsyad (2011:7). Menurut Bruner yang dikutip oleh Arsyad (2011:7-8)
ada tiga tingkatan utama modus belajar, yaitu pengalaman langsung
(enactive), pengalaman pictorial/gambar (iconic), dan pengalaman
abstrak (symbolic).
Salah satu gambaran yang paling banyak dijadikan acuan
sebagai landasan teori penggunaan media dalam proses belajar adalah
Dale’s Cone of Experience (Kerucut Pengalaman Dale). Kerucut ini
merupakan elaborasi yang rinci dari konsep tiga tingkatan pengalaman
yang dikemukakan oleh Bruner sebagaimana diuraikan sebelumnya.
Hasil belajar seseorang diperoleh mulai dari pengalaman langsung,
kenyataan yang ada di lingkungan kehidupan seseorang kemudian
melalui benda tiruan, sampai kepada lambang verbal menurut Arsyad
(2011:10) .
12
Gambar 1. Kerucut Pengalaman Edgar Dale
Semakin ke atas dipuncak kerucut semakin abstrak media
penyampai pesan itu. Perlu dicatat bahwa urut-urutan ini tidak berarti
proses belajar dan interaksi mengajar belajar harus selalu dimulai dari
pengalaman langsung, tetapi dimulai dengan jenis pengalaman paling
sesuai dengan kebutuhan dan kemampuan kelompok siswa yang
dihadapi dengan pertimbangan situasi belajarnya.
Dari berbagai teori diatas pengalaman langsung akan
memberikan dampak pemahaman yang lebih dari seorang siswa karena
diperoleh melibatkan indera penglihatan, perasaan, pendengaran,
penciuman, dan peraba. Metode pengalaman langsung sangat cocok
apabila diterapkan kepada siswa misalnya dalam kegiatan praktikum.
Dengan adanya media yang nyata maka siswa dapat langsung
memberikan pertumbuhan pengetahuan, keterampilan, dan sikap.
13
c. Fungsi dan Manfaat Media Pembelajaran
Penggunaan media pembelajaran memiliki pengaruh dalam
percepatan pemahaman materi yang disampaikan pendidik kepada
peserta didik. Keterlibatan seluruh panca indera dalam belajar
memberikan dampak lebih cepat pada peserta didik dalam menyikapi
hasil pembelajaran. Menurut Hamalik yang dikutip oleh Arsyad
(2011:10) mengemukakan bahwa pemakaian media pembelajaran
dalam proses belajar mengajar dapat membangkitkan keinginan dan
minat yang baru, membangkitkan motivasi dan rangsangan kegiatan
belajar, dan bahkan membawa pengaruh-pengaruh psikologis terhadap
peserta didik.
Levie dan lentz yang dikutip oleh Arsyad (2011)
mengemukakan empat fungsi media pembelajaran , khususnya media
visual yaitu :
1) Fungsi Atensi
Yaitu menarik dan mengarahkan perhatian siswa untuk
berkonsentrasi kepada isi pelajaran yang berkaitan dengan makna
visual yang ditampilkan atau menyertai teks materi pelajaran.
2) Fungsi Afektif
Fungsi ini dapat terlihat dari tingkat kenikmatan siswa belajar (atau
membaca) teks bergambar. Gambar atau lambang visual dapat
menggugah emosi dan sikap siswa, misalnya informasi yang
menyangkut masalah sosial atau ras.
3) Fungsi Kognitif
Terlihat dari temuan-temuan penelitian yang mengungkapkan
bahwa lambang visual atau gambar memperlancar pencapaian
tujuan untuk memahami dan mengingat informasi atau pesan yang
terkandung dalam gambar.
4) Fungsi Kompensatoris
Fungsi ini dapat terlihat dari hasil penelitian bahwa media visual
yang memberikan konteks untuk memahami teks membantu siswa
14
yang lemah dalam membaca untuk mengorganisasikan informasi
dalam teks dan mengingatnya kembali.
Menggunakan media pembelajaran berdasarkan teori-teori diatas
dapat meningkatkan pemahaman siswa dalam mempelajari sesuatu
bidang ilmu. Berbagai aspek manfaat ditimbulkan dari penggunaan
media pembelajaran dalam belajar.
d. Kriteria dan Jenis-Jenis Media Pembelajaran
Media pembelajaran dapat digunakan secara tepat dalam proses
mengajar dapat berdasarkan berbagai kriteria. Dengan ketepatan media
yang digunakan maka pembelajaran dapat berjalan dengan efektif dan
fungsi media pembelajaran sebagai sarana untuk mempermudah
penyampaian materi dapat berhasil.
Menurut Mufarokah (2009: 102) dalam proses belajar mengajar
seorang guru belum cukup apabila hanya mengetahui nilai kegunaan
dan mengetahui penggunaan media pembelajaran, melainkan harus
mengetahui dan terampil bagaimana cara menggunakannya. Ada
beberapa kriteria penggunaan media yang perlu diketahui dalam proses
belajar mengajar yaitu:
1) Ketepatan dengan tujuan pembelajaran.
2) Dukungan terhadap isi bahan pembelajaran.
3) Kemudahan memperoleh media.
4) Keterampilan guru dalam menggunakan media.
5) Tersedianya waktu untuk menggunakannya.
6) Sesuai dengan taraf berfikir peserta didik sehingga makna
yang terkandung di dalamnya dapat dipahami oleh peserta
didik.
15
Berbagai kriteria diatas harus diperhatikan agar penggunaan
media pembelajaran dapat digunakan secara tepat dalam proses
mengajar. Dengan ketepatan media yang digunakan maka
pembelajaran dapat berjalan dengan efektif dan fungsi media
pembelajaran sebagai sarana untuk mempermudah penyampaian
materi dapat berhasil.
Dalam usaha menggunakan media pembelajaran, Miarso (2004:
461) memberikan sejumlah pedoman umum yang meliputi :
1) Tidak ada suatu media yang terbaik untuk mencapai suatu tujuan
pembelajaran, pemanfaatan kombinasi dua atau lebih media akan
lebih mampu membantu tercapainya tujuan pembelajaran
2) Harus didasarkan pada tujuan pembelajaran yang hendak dicapai
3) Harus mempertimbangkan kecocokan ciri media dengan
karakteristik materi pembelajaran yang disajikan
4) Harus disesuaikan dengan bentuk kegiatan belajar yang akan
dilaksanakan seperti belajar secara klasikal, belajar dalam
kelompok kecil, belajar secara individual atau belajar mandiri
5) Harus disertai persiapan yang cukup, pemanfaatan media
diharapkan tidak akan mengganggu kelancaran proses belajar
mengajar dan mengurangi waktu belajar
6) Peserta didik perlu disiapkan sebelum media pembelajaran
digunakan agar mereka dapat mengarahkan perhatian pada hal-hal
yang penting selama penyajian dengan media berlangsung
7) Harus diusahakan agar senantiasa melibatkan partisipasi aktif
peserta.
Menurut Arsyad (2011:72-74), pemilihan dan penggunaan
media dari segi teori belajar, berbagai kondisi dan prinsip-prinsip
psikologis, adalah sebagai berikut:
1. Motivasi. Harus ada kebutuhan dan minat belajar dari siswa
sebelum meminta perhatiannya untuk mengerjakan tugas.
16
2. Perbedaan individual. Siswa belajar dengan cara dan tingkat
kecepatan yang berbeda-beda.
3. Tujuan pembelajaran. Jika siswa diberitahukan apa yang
diharapkan mereka pelajari melalui media pembelajaran itu,
kesempatan berhasil dalam pembelajaran semakin besar.
4. Organisasi isi. Pembelajaran akan lebih mudah jika isi dan prosedur
atau keterampilan fisik yang akan dipelajari diatur dan
diorganisasikan ke dalam urutan-urutan yang bermakna.
5. Persiapan sebelum belajar. Siswa sebaiknya telah menguasai secara
baik pelajaran dasar/pengalaman yang memadai yang mungkin
merupakan prasyarat penggunaan media. serta kecakapan amat
berpengaruh dan bertahan.
6. Partisipasi. Agar pembelajaran berlangsung dengan baik, seorang
siswa harus menginternalisasi informasi, tidak sekedar
diberitahukan kepadanya.
7. Umpan balik. Hasil belajar dapat meningkat apabila secara berkala
siswa diinformasikan kemajuan belajarnya.
8. Penguatan (reinforcement). Apabila siswa berhasil belajar, ia
didorong untuk terus belajar.
9. Latihan dan pengulangan. Sesuatu hal baru jarang sekali dapat
dipelajari secara efektif hanya dengan sekali jalan
10. Penerapan. Hasil belajar yang diinginkan adalah meningkatkan
kemampuan seseorang untuk menerapkan atau mentransfer hasil
belajar pada masalah atau situasi baru.
Menurut Arsyad (2011:75) kriteria pemilihan media bersumber
dari konsep bahwa media merupakan bagian dari sistem instruksional
secara keseluruhan. Untuk itu kriteria yang diperhatikan adalah 1)
sesuai dengan tujuan, 2) tepat untuk mendukung isi pelajaran bersifat
fakta, konsep, prinsip, 3) praktis, luwes dan bertahan, 4) guru terampil
menggunakannya, 5) pengelompokkan sasaran, dan 6) mutu teknis.
Berbagai kriteria diatas harus diperhatikan agar penggunaan
media pembelajaran dapat digunakan secara tepat dalam proses
mengajar. Dengan ketepatan media yang digunakan maka pembelajaran
dapat berjalan dengan efektif dan fungsi media pembelajaran sebagai
sarana untuk mempermudah penyampaian materi dapat berhasil.
17
Menurut Ely (1980) dalam bukunya Teaching and Media
beberapa tipe media yang biasa digunakan dalam pembelajaran
adalah :
1. Ciri fiksatif (fixative property)
Ciri ini menggambarkan kemampuan media merekam, menyimpan,
melestarikan dan merekonstruksi suatu peristiwa atau objek.
2. Ciri manipulatif (manipulative property)
Ciri ini menunjukkan kemampuan media dalam melakukan
transformasi suatu kejadian atau objek dengan banyak cara.
3. Ciri distributif (distributive property)
Ciri distributif dari media memungkinkan suatu objek atau kejadian
ditransportasikan melalui ruang dan secara bersamaan kejadian
tersebut disajikan kepada sejumlah besar siswa dengan stimulus
pengalaman yang relatif sama mengenai kejadian itu.
Berpedoman dari batasan-batasan tersebut maka dapat
disimpulkan bahwa media pembelajaran adalah komponen sumber
belajar yang digunakan untuk menyampaikan isi pembelajaran dan
merangsang siswa untuk belajar sehingga mendorong terjadinya proses
belajar yang disengaja, bertujuan dan terkendali.
e. Evaluasi Media Pembelajaran
Penggunaan media tidak dilihat atau dinilai dari segi
kecanggihan medianya, tetapi yang lebih penting adalah fungsi dan
peranannya dalam membantu mempertinggi proses pembelajaran.
Sehingga media pembelajaran memiliki beberapa kriteria untuk
mencapai fungsi dan peranannya tersebut. Menurut (Arsyad, 2011:72-
18
74) pemilihan dan penggunaan media dari segi teori belajar, berbagai
kondisi dan prinsip-prinsip psikologis, adalah sebagai berikut:
1) Motivasi. Harus ada kebutuhan dan minat belajar dari
peserta didik sebelum meminta perhatiannya untuk
mengerjakan tugas.
2) Perbedaan individual. Peserta didik belajar dengan cara
dan tingkat kecepatan yang berbeda-beda.
3) Tujuan pembelajaran. Jika peserta didik diberitahukan apa
yang diharapkan mereka pelajari melalui media
pembelajaran itu, kesempatan berhasil dalam
pembelajaran semakin besar.
4) Organisasi isi. Pembelajaran akan lebih mudah jika isi dan
prosedur atau keterampilan fisik yang akan dipelajari
diatur dan diorganisasikan ke dalam urutan-urutan yang
bermakna.
5) Persiapan sebelum belajar. Peserta didik sebaiknya telah
menguasai secara baik pelajaran dasar/pengalaman yang
memadai yang mungkin merupakan prasyarat penggunaan
media.
6) Emosi. Pembelajaran yang melibatkan emosi dan perasaan
pribadi serta kecakapan amat berpengaruh dan bertahan.
7) Partisipasi. Agar pembelajaran berlangsung dengan baik,
seorang peserta didik harus menginternalisasi informasi,
tidak sekedar diberitahukan kepadanya .
8) Umpan balik. Hasil belajar dapat meningkat apabila secara
berkala peserta didik diinformasikan kemajuan belajarnya
9) Penguatan (reinforcement). Apabila peserta didik berhasil
belajar, ia didorong untuk terus belajar.
10) Latihan dan pengulangan. Sesuatu hal baru jarang sekali
dapat dipelajari secara efektif hanya dengan sekali jalan
11) Penerapan. Hasil belajar yang diinginkan adalah
meningkatkan kemampuan seseorang untuk menerapkan
atau mentransfer hasil belajar pada masalah atau situasi
baru.
Menurut Arsyad (2011:75) kriteria yang diperhatikan adalah 1)
sesuai dengan tujuan, 2) tepat untuk mendukung isi pelajaran bersifat
fakta, konsep, prinsip; 3) praktis, luwes dan bertahan, 4) guru terampil
menggunakannya, 5) pengelompokkan sasaran, dan 6) mutu teknis.
19
Sedangkan menurut Leong (2009:3), terdapat kriteria modul media
pembelajaran yang baik, meliputi:
1) Kesesuaian atau relevansi, artinya media pembelajaran
harus sesuai dengan kebutuhan belajar, rencana kegiatan
belajar, program kegiatan belajar, tujuan belajar dan
karakteristik peserta didik (sesuai dengan taraf berfikir
peserta didik)
2) Kemudahan, artinya semua isi pembelajaran melalui
media harus mudah dimengerti, dipelajari atau dipahami
oleh peserta didik dan sangat operasional dalam
penggunaannya
3) Kemenarikan, artinya media pembelajaran harus mampu
menarik maupun merangsang perhatian peserta didik, baik
tampilan, pilihan warna maupun isinya. Uraian isi tidak
membingungkan serta dapat menggugah minat peserta
didik untuk menggunakan media tersebut
4) Kemanfaatan, artinya isi dari media pembelajaran harus
bernilai atau berguna, mengandung manfaat bagi
pemahaman materi pembelajaran serta tidak mubazir atau
sia-sia apalagi merusak peserta didik
Menurut Arsyad (2011: 174) mengemukakan tujuan evaluasi
media pembelajaran, yaitu:
1) Menentukan apakah media pembelajaran itu efektif.
2) Menentukan apakah media itu dapat diperbaiki atau
ditingkatkan.
3) Memilih media pembelajaran yang sesuai untuk
dipergunakan dalam proses belajar mengajar di kelas.
4) Menentukan apakah isi pelajaran sudah tepat disajikan
5) Mengetahui apakah media pembelajaran itu benar-benar
memberi sumbangan terhadap hasil belajar seperti yang
dinyatakan.
6) Mengetahui sikap peserta didik terhadap media
pembelajaran.
Kegiatan evaluasi dalam pengembangan media pembelajaran
dititikberatkan pada kegiatan evaluasi formatif. Inti dari kegiatan
evaluasi formatif adalah uji coba dan revisi bahan ajar. Evaluasi
20
formatif adalah proses yang dimaksudkan untuk mengumpulkan data
tentang efektifitas dan efisiensi bahan-bahan pembelajaran untuk
mencapai tujuan yang telah ditetapkan, dimana data-data tersebut
dimaksudkan untuk memperbaiki dan menyempurnakan media yang
bersangkutan agar lebih efektif dan efisien (Sadiman, 2009: 182) .
Model tiga tahapan evaluasi formatif menurut Sadiman (2009:
182) , adalah sebagai berikut:
1) Evaluasi satu-satu, pada tahap ini media dicobakan kepada
dua siswa dengan kemampuan berbeda (dibawah dan diatas
rata-rata) untuk mendapatkan masukan untuk mengetahui
kesulitan siswa terhadap media atau dicobakan kepada ahli
bidang studi (content expert) yang dapat memberikan umpan
balik yang bermanfaat menyangkut isi produk pembelajaran.
Dengan data dari kegiatan tersebut, revisi dilakukan sebelum
ke tahap berikutnya.
2) Evaluasi kelompok kecil, pada tahap ini media dicobakan
kepada 10-20 orang siswa yang dapat mewakili populasi
target. Hal ini dikarenakan apabila kurang dari sepuluh data
yang diperoleh kurang dapat menggambarkan populasi target
dan jika lebih dari dua puluh data yang diperoleh melebihi
yang diperlukan. Hasil evaluasi digunakan untuk
menganalisis komentar siswa.
3) Evaluasi lapangan, pada tahap ini jumlah siswa yang dipilih
sekitar 15 – 30 orang dengan berbagai karakteristik (tingkat
kepandaian, jenis kelamin, usia dan lain sebagainya). Dari
data-data evaluasi selanjutnya adalah perbaikan media,
sehingga dapat dipastikan kebenaran efektivitas dan efisiensi
media yang dikembangkan.
3. Pengembangan Media Pembelajaran
Media Pembelajaran mikrokontroler dengan Robot Line Follower
PID adalah media pembelajaran dalam bentuk media objek (trainer) robot
line follower dan media cetak (modul mikrokontroler dan robot line
21
follower). Berikut ini merupakan uraian mengenai pengembangan Media
Pembelajaran mikrokontroler dengan Robot Line Follower PID.
a. Media objek (trainer)
Menurut Anderson (1994: 181), objek yang sesungguhnya atau
benda model yang mirip sekali dengan benda nyatanya, akan
memberikan rangsangan yang amat penting bagi siswa dalam
mempelajari tugas yang menyangkut keterampilan psikomotorik.
Penggunaan media objek dalam proses belajar secara kognitif untuk
mengajarkan pengenalan kembali dan/atau pembedaan akan
rangsangan yang relevan; secara afektif dapat mengembangkan sikap
positif terhadap pekerjaan sejak awal latihan; sedangkan secara
psikomotorik, memberikan latihan atau untuk menguji penampilan
dalam menangani alat, perlengkapan dan materi pekerjaan. Tiga teknik
latihan menggunakan media objek Anderson (1994: 181) yaitu:
1) Latihan simulasi, dalam latihan ini siswa bekerja dengan
model tiruan dari alat, mesin atau bahan lain yang sebenarnya
dalam lingkungan yang meniru situasi kerja nyata.
2) Latihan menggunakan alat, dalam latihan ini siswa dapat
bekerja dengan alat dan benda yang sebenarnya, tetapi tidak
dalam lingkungan kerja yang nyata
3) Latihan kerja, dalam latihan ini siswa dapat bekerja dengan
objek-objek kerja yang sebelumnya dalam lingkungan kerja
yang nyata
Simulasi dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia Pustaka (1989:
842) adalah metode pelatihan yang memeragakan sesuatu dalam bentuk
tiruan yang mirip dengan keadaan sesungguhnya. Latihan
menggunakan alat atau latihan kerja bisa disamakan dengan praktikum.
22
Praktikum dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia Pustaka (1989: 842)
adalah bagian dari pengajaran, yang bertujuan agar siswa mendapat
kesempatan untuk menguji dan melaksanakan dalam keadaan nyata apa
yang diperoleh dalam teori.
Untuk mengembangkan media ini digunakan beberapa model
pengembangan. Model pengembangan merupakan tahapan atau
langkah-langkah yang dilakukan dalam pengembangan. Beberapa
model pengembangan yang menjadi acuan peneliti dalam melakukan
penelitian pengembangan, salah satunya menurut Sukmadinata (2006:
57) yaitu terdiri dari tiga langkah, studi pendahuluan (mengkaji teori
dan mengamati produk atau kegiatan yang ada), melakukan
pengembangan produk atau program kegiatan baru dan terakhir
menguji atau memvalidasi produk atau program kegiatan yang baru.
Terdapat tiga model pengembangan, yaitu model prosedural,
konseptual, dan teoritik. Penelitian ini menggunakan model prosedural,
yaitu model yang bersifat deskriptif, menunjukkan langkah-langkah
yang harus diikuti untuk menghasilkan produk. Prosedur
pengembangan yang digunakan dalam pengembangan media adalah
sebagai berikut:
1) Perencanaan, yang meliputi:
a) Perumusan tujuan yang ingin dicapai (need analysis)
b) Penetapan kriteria keberhasilan dan jenis-jenis instrumen yang
akan digunakan untuk menilai ketercapaian hasil.
23
c) Merancang pengembangan produk awal dan uji lapangan yang
akan dilakukan, penentuan subjek, rancangan uji coba (quasi
experiment), waktu dan lama pelaksanaan, personalia, fasilitas
yang diperlukan, jadwal kegiatan, dan estimasi biaya.
2) Studi eksplorasi, meliputi 2 bagian :
a) Kajian literatur tentang produk yang akan dikembangkan dan
kajian terhadap penelitian-penelitian yang telah dilakukan
berkenaan dengan pengembangan produk.
b) Kajian tentang situasi lapangan, berkenaan dengan kondisi
lembaga, jumlah dan keadaan mahasiswa, sarana, serta praktek
pembelajaran yang berlaku sekarang.
3) Pengembangan bentuk awal produk yang dilakukan oleh orang-
orang yang memiliki keahlian tentang produk yang akan
dikembangkan dan mampu mengembangkan produk tersebut
sampai dengan dihasilkannya bentuk awal yang diinginkan dan
memerlukan reviu serta perbaikan yang berlangsung berkali-kali.
4) Validasi, terdapat dua aspek yang diperhatikan, yaitu: aspek
produk (kejelasan petunjuk penggunaan, keterbacaan, sistematika
materi, kualitas tampilan gambar dan animasi, komposisi warna,
kualitas narasi, dan sebagainya) dan aspek instruksional (misalnya
kejelasan kompetensi yang akan dicapai, kejelasan petunjuk
belajar, kemudahan memahami materi, keluasan dan kedalaman
materi, ketepatan urutan penyajian, interaktifitas, ketepatan
24
evaluasi, kejelasan umpan balik, dan sebagainya). Validasi produk
dapat dilakukan melalui:
a) Validasi Ahli (Expert Judgement), responden para ahli bidang
terkait dengan produk yang dikembangkan, untuk mereview
produk awal,sehingga diperoleh masukan untuk perbaikan awal.
b) Uji lapangan ialah uji penggunaan produk yang dikembangkan
terhadap subjek yang menjadi sasaran. Subjek hendaknya
representatif dan sesuai dengan ruang lingkup penelitian.
5) Instrumen Pengumpulan dan Analisis Data
6) Revisi model dan perangkat pembelajaran berdasarkan validasi
(Ketenagaan, D. (2007). Retrieved 27 agustus, 2010, from
http://www.ditnaga-dikti.org/ditnaga/files/PPKP-
PIPS/metode_PPKP.pdf.)
Selain itu terdapat beberapa model pengembangan berorientasi
produk yaitu model desain pembelajaran untuk menghasilkan suatu
produk, yaitu model hannafin and peck yang terdiri dari tiga fase yaitu
fase analisis keperluan, desain, dan pengembangan. Dalam model ini,
penilaian dan pengulangan dijalankan di setiap fase.
Gambar 2. Model pengembangan Hannafin and Peck
Sumber : Badarudin (2011)
25
Berikut ini adalah penjelasan mengenai langkah-langkah
pengembangan pada model Hannafin and Peck dalam buku Badarudin
(2011) :
1) Need AssesmentAnalysis (analisa)
Fase ini diperlukan untuk mengidentifikasi kebutuhan-
kebutuhan dalam mengembangkan suatu media pembelajaran
termasuklah di dalamnya tujuan dan objektif media pembelajaran
yang dibuat, pengetahuan dan kemahiran yang diperlukan oleh
kelompok sasaran, peralatan dan keperluan media pembelajaran.
2) Design (desain / perancangan)
Fase ini bertujuan untuk mengidentifikasikan dan
mendokumenkan kaidah yang paling baik untuk mencapai tujuan
pembuatan media tersebut.
3) Development and Implementation (pengembangan)
Fase ini menghasilkan diagram alur, pengujian, serta
penilaian. Diagram alur dapat membantu proses pembuatan media
pembelajaran. Hasil dari pengujian dan penilaian tersebut akan
digunakan dalam proses revisi untuk mencapai kualitas media yang
dikehendaki.
b. Media cetak (modul trainer)
Media cetak menurut Anderson (1994: 181), merupakan
pengajaran terprogram yang berbentuk buku. Modul Pembelajaran
Mikrokontroler dengan Robot Line Follower yang dimaksud pada
26
penelitian ini merupakan media pembelajaran berisi prosedur
pengoperasian trainer serta memuat materi, tugas, tes dan cara
mengevaluasi yang dirancang secara sistematis dan menarik untuk
mencapai kompetensi yang diharapkan sesuai dengan tingkat
kompleksitasnya dan termasuk kedalam jenis media cetak berwujud
buku.
Menurut Arsyad, (2011: 87-90) modul pembelajaran memiliki
beberapa hal yang perlu diperhatikan pada saat merancang, misalnya
konsistensi dalam penggunaan format dari halaman ke halaman
mengenai jenis dan ukuran huruf serta jarak spasi, teks yang disusun
disusun sedemikian rupa sehingga informasi mudah diperoleh dan
daya tarikagar memotivasi siswa untuk terus membaca modul
pembelajaran.
Sebuah modul mencakup seluruh kegiatan belajar yang harus
ditempuh oleh peserta didik, sehingga guru tidak lagi menjadi unsur
pokok di dalam mempelajari kompetensi. Beberapa keunggulan
pembelajaran dengan sistem modul antara lain (Mulyasa, 2006: 46) :
1) Berfokus pada kemampuan individual peserta didik, karena
pada hakekatnya mereka memiliki kemampuan untuk bekerja
sendiri dan bertanggung jawab atas tindakan-tindakannya.
2) Adanya kontrol terhadap hasil belajar melalui penggunaan
standar kompetensi dalam setiap modul yang harus dicapai
oleh peserta didik.
3) Relevansi kurikulum ditunjukkan dengan adanya tujuan dan
cara pencapaiannya, sehingga peserta didik dapat mengetahui
keterkaitan antara pembelajaran dan hasil yang akan
diperolehnya.
27
Agar dapat dimanfaatkan secara optimal dalam pembelajaran,
modul harus dipersiapkan dengan memperhatikan aspek kedalaman
materi dan kesiapan pembaca. Secara umum, tahapan pengembangan
modul, yaitu: identifikasi tujuan instruksional, memformulasi garis
besar materi, menulis materi, dan menentukan format dan tata letak
Sadjati (2003) Berikut adalah tahapan-tahapan penyusunan modul
lainnya, yaitu :
1) Tahap persiapan
Dalam tahapan ini perlu mengetahui kurikulum yang
digunakan. Selanjutnya dengan memperhatikan standar kompetensi
(SK) melakukan perumusan judul-judul modul. Dari SK kita akan
mendapatkan Kompetensi Dasar (KD), Indikator-indikator, Materi
Pembelajaran, Kegiatan Pembelajaran, dan Acuan Penilaian
sehingga dapat dirumuskan unit modul yang akan dibuat.
Selanjutnya pemilihan judul modul yang akan dibuat harus
memperhatikan rambu-rambu pemilihan judul.
Gambar 3. Alur Tahap Persiapan Pembuatan Modul
Sumber: DEPDIKNAS (2009)
28
2) Tahap penyusunan
Gambar 4. Tahap Penyusunan Modul
Sumber: DEPDIKNAS (2009)
Dalam tahap ini Kompetensi Dasar, Aspek Materi
Pembelajaran, Kegiatan Pembelajaran, Indikator dan Penilaian
disusun menjadi draft modul sesuai format penulisan modul dan
dengan memperhatikan referensi yang relevan.
3) Tahap Validasi
Gambar 5. Tahap Validasi Modul
Sumber: DEPDIKNAS (2009)
29
Tahap validasi dilakukan untuk mengetahui apakah draft
modul yang telah dibuat sesuai dengan kurikulum yang digunakan.
Validasi dilakukan dengan instrumen validasi oleh validator ahli
media pembelajaran dan ahli materi. Setelah perbaikan draft harus
kembali divalidasi. Apabila draft modul sedah sesuai dengan
kurikulum draft modul tersebut dapat diproduksi.
Sedangkan langkah-langkah dalam penyusunan bahan ajar
yang dinyatakan oleh Widodo C.S. (2008: 43) adalah sebagai berikut:
1) Penentuan standar kompetensi dan rencana kegiatan belajar
mengajar sebagai pijakan pembuatan modul pembelajaran
2) Analisis kebutuhan modul bertujuan untuk mengidentifikasi dan
menetapkan jumlah dan judul modul yang harus dikembangkan
untuk mencapai suatu kompetensi dengan langkah-langkah sebagai
berikut: menetapkan kompetensi yang telah diberikan dalam
rencana kegiatan belajar mengajar, mengidentifikasi dan
menentukan ruang lingkup unit kompetensi, mengidentifikasi dan
menentukan pengetahuan, keterampilan dan sikap yang
diprasyaratkan dan menentukan judul modul yang akan ditulis.
30
Gambar 6. Konsep Penyusunan Bahan Ajar
3) Penyusunan draft yaitu kegiatan untuk menyusun dan
mengorganisasi kompetensi tertentu atau bagian dari kompetensi
menjadi sebuah kesatuan yang tertata secara sistematis.
Gambar 7. Blok diagram penyusunan draft bahan ajar
Periksa
Ulang
Modul Ajar
Menentukan
judul
Menentukan
Kemampuan
Utama
Menentukan
Kemampuan
Spesifik
Outline Pengembangan
Outline
Standar
kompetensi
dan rencana
KBM
Bahan
Ajar Produk
Analisis kebutuhan
modul
Penyusunan draft
modul
Uji coba
Validasi
Revisi
31
4) Uji Coba dilakukan untuk mengetahui keterlaksanaan dan manfaat
modul dalam KBM sebelum modul benar-benar diproduksi.
Masukan yang didapat digunakan sebagai perbaikan modul.
Gambar 8. Langkah uji coba draft modul
5) Validasi merupakan proses permintaan pengakuan atau persetujuan
terhadap kesesuaian modul dengan kebutuhan dengan melibatkan
pihak stakeholders, misalnya para praktisi yang ahli sesuai dengan
bidang-bidang terkait dengan modul. Hasil validasi digunakan
untuk penyempurnaan modul
6) Revisi dan Produksi.
Agar mudah melakukan penyusunan modul, maka harus dibuat
kerangka modul terlebih dahulu. Berikut ini adalah kerangka modul
yang menjadi acuan peneliti yang terdiri dari:
1) Sampul terdiri atas judul, ilustrasi dengan tujuan membuat
modul tampil lebih menarik dan informatif.
2) Kata pengantar memuat penjelasan peran dan fungsi modul
Analisis
Instrumen
Pendukung
Masukan
untuk Revisi
Menyiapkan
draft Modul
ajar
Menyusun
instrumen
pendukung
Distribusi
draft modul
ajar
Informasi
tujuan uji
coba
Hasil uji coba
32
3) Daftar isi memuat outline dari modul beserta halamannya
4) Bab Pembelajaran disusun berdasarkan urutan bab per bab
sebagaimana kegiatan belajar-mengajar dikelas.
5) Evaluasi
6) Penutup
7) Daftar Pustaka
Dengan berbagai uraian tersebut, maka agar dapat
menghasilkan media pembelajaran yang baik, diperlukan beberapa
tahapan dalam penelitian pengembanganmedia pembelajaran
berorientasi produk berupa trainer dan modul materi. Tahapan-tahapan
tersebut meliputi:
a. Tahap perencanaan, diantaranya:
1) Mendefinisikan bidang/ruang lingkup materi
2) Menentukan jenis media dalam penelitian pengembangan
3) Melakukan analisis konsep media dikaitkan dengan materi
4) Melakukan brainstorming dengan pengajar mata pelajaran, teman
sejawat dan ahli materi mikrokontroler
5) Melakukan identifikasi kebutuhan produk
a) Identifikasi kebutuhan simulator dan trainer
b) Identifikasi kebutuhan Modul Trainer
6) Mengumpulkan sumber-sumber metodologi penelitian pendidikan,
materi mikrokontroler ATmega dan Robot Line Follower,
diantaranya buku, download materi dari internet dan lain-lain.
33
7) Penetapan kriteria keberhasilan, jenis instrumen dan pembuatan
instrumen yang akan digunakan untuk menilai ketercapaian hasil.
8) Evaluasi dan revisi dilakukan di setiap aspek yang dirasa perlu
untuk dilakukan perbaikan.
b. Tahap pengembangan, diantaranya:
1) Pada pembuatan trainer
a) Perancangan perangkat trainer
b) Pembuatan perangkat trainer
c) Melakukan pemrograman pada perangkat trainer
c. Pada pembuatan modul trainer :
a) Menentukan judul
b) Menentukan tujuan pembelajaran
c) Menentukan outline dan mengembangkannya
Halaman judul
Kata pengantar
Daftar isi
Penutup
Daftar pustaka
d) Penyusunan draft modul
e) Menentukan format dan tata letak teks dan gambar
f) Melakukan pencetakan modul trainer awal
d. Evaluasi dan revisi dilakukan pada setiap kesempatan di setiap
aspek yang dirasa perlu untuk dilakukan evaluasi dan revisi.
34
e. Tahap evaluasi, diantaranya :
1) Mengevaluasi dan memvalidasi produk kepada para ahli media dan
ahli materi, hasil evaluasi dilakukan untuk melakukan perbaikan
terhadap produk (tahap reviu)
2) Mengevaluasi produk kepada siswa(tahap evaluasi satu-satu dan
evaluasi lapangan)
3) Melakukan revisi akhir produk pembelajaran mikrokontroler
dengan robot line follower.
4. Line Follower Robot
Robot adalah suatu benda dengan kemampuan bergerak atau
bekerja secara otomatis yang terbuat dari gabungan beberapa sistem
elektronika. Line follower robot adalah suatu robot yang bertugas
mengikuti suatu garis dengan rute yang sudah ditentukan. Line follower
robot bergerak secara otomatis dan terprogram menggunakan suatu chip
mikrokontroler.
Proses pergerakan robot dikontrol oleh motor yang terhubung
dengan mikrokontroler yang secara otomatis mengendalikan laju putaran
motor. Proses pergerakan motor dipengaruhi oleh sensor garis yang berupa
photo sensor sebagai penjejak warna garis.
35
Gambar 2. Blok Sistem Robot Line Follower
Gambar 3. Salah Satu Model Line Follower Robot
Menurut Soebhakti (2007) ada beberapa bagian yang harus
terpenuhi dalam pembuatan sebuah line follower robot. Setiap bagian
memiliki fungsi-fungsi tersendiri agar robot dapat bekerja dengan baik.
MIKROKONTROLER
ATMega 16
LCD 2x16
Driver
Motor
Motor
R
Motor L
Sensor
Garis
Tach
Swich
36
Gambar 4. Rangkaian Elektronik Robot Line Follower
Bagian-bagian yang terdapat pada line follower robot adalah
sebagai berikut :
1. Sensor Photodioda dengan ADC (Analog Digital Converter)
Sensor ini memiliki fungsi sebagai pendeteksi garis pada
lintasan robot. Komponen penyusun dari sensor ini adalah led
infra merah dan photodioda. Led infra merah berfungsi sebagai
pemancar (transmitter) dan photodioda sebagai penerima
(receiver). Pemasangan sensor ini adalah saling sejajar karena
memanfaaatkan efek pemanculan cahaya dari pemancar ke
penerima. Berikut ini adalah gambaran kerja dari photodioda.
37
Gambar 5. Gambaran Kerja Photodioda
Sifat dari photodioda adalah jika semakin banyak cahaya
yang diterima, maka nilai resistansi diodanya semakin kecil.
Dengan melakukan sedikit modifikasi, maka besaran resistansi
tersebut dapat diubah menjadi tegangan. Sehingga jika sensor
berada diatas garis hitam, maka tegangan keluaran sensor akan
kecil, demikian pula sebaliknya.
Gambar 6. Rangkaian sensor Fototransistor untuk ADC
Sensor ADC merupakan perangkat sensor yang sangat
sederhan. Perangkat sensor ini hanya terdiri dari sebuah
Resistor dan sensor phototransistor/photodeoda/LDR yang
mengunakan prinsip pembagi tegangan sebagai parameternya.
Sensor ADC member inputan ke mikrocontroler berupa
38
tegangan variasi yang diterjemahkan oleh mikro sebagai
bilangan 00000000(0) sampai 11111111(255). Jadi dengan ini
kita tidak memerlukan komparator sebagai indicator 1/0, tapi
Memerlukan pemograman mikrocontroler yang lebih
sulit, yaitu dengan mengatur parameter variasi tegangan input
yang diterjemah mikro sebagai logic 0/1. Misal : Jika out
sensor 3,5-5V diterjemahkan sebagai logic 1. Jika out sensor
kurang dari 3,5 V diterjemahkan 0.
2. Mekanik Robot
Mekanik dibuat dengan tujuan memberikan bentuk kepada
robot. Bagian ini berfungsi untuk menggabungkan beberapa
bagian robot sehingga menjadi dalam satu kesatuan. Desain
dari mekanik robot ini akan mempengaruhi dari kinerja gerakan
robot. Untuk mendapatkan hasil yang baik desain robot dibuat
seringan mungkin agar robot dapat bergerak dengan lincah.
Gambar 7. Contoh Rancangan Mekanik Line Follower Robot
39
3. Driver Motor
Driver motor digunakan untuk menguatkan arus yang
masuk ke motor. Terdapat bermacam jenis driver motor dari
yang menggunkan transistor sampai dengan IC. Prinsip kerja
dari berbagai driver motor sama yaitu mengendalikan laju
putaran motor. Kebutuhan jenis driver motor yang digunakan
pada pembuatan line follower robot tergantung dari konsumsi
arus yang dibutuhkan motor.
Untuk mengatur motor DC yang solid-state dapat
dipakai rangkaian menggunakan FET. FET disusun
sedemikian rupa hingga membentuk huruf H atau yang disebut
H-bridge FET, H-bridge tersusun tersusun dari 4 buah FET
dengan memanfaatkan fungsi FET sebagai saklar, yaitu titik
cut-off dan titik saturasi. Pemilihan FET yang dipilih dapat
mengalirkan arus yang diperlukan oleh motor DC.
40
Gambar 8. H-bridge FET
Dengan metode H-bridge FET di atas, maka arus yang
mengalir ke motor polaritasnya dapat diatur dengan
memberikan logika 0/1 ke input naik, turun dan PWM.
Pengaturannya seperti tabel berikut.
Tabel 1. Tabel Kebenaran Keaktifan Motor
Maju Mundur Motor
0 0 Stop
0 1 Berputar Maju
1 0 Berputar Mundur
1 1 Break
Kondisi High (1) untuk semua input akan
menyebabkan break atau pengereman, karena akan
mengakibatkan semua transistor fet aktif dan akan merusak
Putar searah jarum jam
41
transistor Fet karena secara otomatis arus dari kolektor dan
langsung mengalir ke dan sehingga arus akan sangat
besar tanpa melalui beban seperti konsleting.
5. Kendali PID
PID (dari singkatan bahasa Inggris: Proportional–Integral–
Derivative controller) merupakan kendali untuk menentukan presisi suatu
sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem
tesebut.
Gambar 9. Diagram Blok PID
Keterangan : Kp : Konstanta Proporsional
Ki : Konstanta Integral
Kd : Konstanta Derivatif
e(t) : error pada waktu sampling t
Komponen kendali PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional,
Integratif dan Derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun
sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita inginkan terhadap suatu
plant.
42
a. Kendali Proporsional
Kendali P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s)
* e maka u = Kp * e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp
berlaku sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik
kepada kinerja kendali. Penggunaan kendali P memiliki berbagai
keterbatasan karena sifat kendali yang tidak dinamik ini. Walaupun
demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana kendali P ini
cukup mampu untuk memperbaiki respon transien khususnya rise time
dan settling time.
b. Kendali Integratif
Jika G(s) adalah kendali I maka u dapat dinyatakan sebagai u(t) =
[integrale(t)dT]Ki dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari
persamaan diatas, G(s) dapat dinyatakan sebagai u = Kd.[deltae / deltat]
Jika e(T) mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat
besar sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T)
mendekati nol maka efek kendali I ini semakin kecil. Kendali I dapat
memperbaiki sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun
pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang
tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan
Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi
karena menambah orde sistem.
43
c. Kendali Derivatif
Sinyal kendali D yang dihasilkan oleh kendali D dapat dinyatakan
sebagai G(s) = s.Kd Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari
kendali D ini dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan
sifat ini ia dapat digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan
memprediksi error yang akan terjadi. Kendali Derivative hanya berubah
saat ada perubahan error sehingga saat error statis kendali ini tidak akan
bereaksi, hal ini pula yang menyebabkan kendali Derivative tidak dapat
dipakai sendiri.
6. Struktur PID Ideal
Struktru kendali PID ideal dikenal juga dengan nama struktur PID tipe
A atau struktur PID paralel atau struktur PID non-interacting. Struktur ini
adalah struktur PID yang umum ditemukan pada sebagian besar buku-
buku teks kendali. Persamaan (1) dan (2) berikut memperlihatkan bentuk
umum dari PID ideal.
(1)
atau
(2)
Keterangan :
CO(t) : output kendali
e(t) : selisih antara SetPoint dengan nilai output proses (dengan
menganggap proses yang dikendali bersifat direct, maka e = SP-PV)
KP : gain proporsional
44
TI : time integral
TD : time derivative
KI : gain integral (KP/TI)
Secara praktis, struktur PID pada persamaan (1) dan persamaan (1)
di atas dikenal juga dengan istilah PID ideal bentuk dependent dan PID
ideal bentuk independent. Kedua istilah tersebut mengacu pada depedensi
(ketergantungan) setiap suku persamaan terdapat perubahan nilai gain
proporsional (KP). Perhatikan dalam bentuk persamaan (1), perubahan
nilai Kp tidak saja berpengaruh pada nilai penguatan proporsional, tetapi
juga akan mempengaruhi keluaran suku integrator dan suku deviator
(sehingga persamaan tersebut dinamakan bentuk dependent). Sedangkan
untuk struktur PID pada persamaan (2), perubahan nilai KP hanya
mempengaruhi suku keluaran proporsional saja (keluaran output control
dari suku integrator dan derivator tidak terpengaruh sehingga dinamakan
bentuk independent).
Dalam kawasan Laplace, persamaan (1) dan (2) tersebut dapat ditulis :
e(s) (3)
(4)
Berikut ini adalah satuan yang umum digunakan pada kendali PID
komersil :
Satuan KP : %/% (atau tanpa satuan)
Satuan TI : menit atu detik (dalam beberapa modul ditulis
menit/siklus atau detik/siklus)
45
Satuan TD : menit atau detik
Satuan KI : 1/menit atau 1/detik (dalam beberapa modul ditulis
siklus/menit atau siklus/detik)
Satuan KD : menit atau detik
Khusus untuk gain proporsional, beberapa vendor PID komeril seperti
Yokogawa dalam produknya menggunakan istilah Proporsional Band (PB)
yang dirumuskan oleh persamaan (5) berikut :
Tabel 2. Pengaruh tuning salah satu parameter PID terhadap unjuk kerja proses.
PB(%) =
(5)
Dalam hal ini, semakin besar nilai PB, gain proporsional yang
digunakan akan semakin kecil.
Walaupun secara teoritis nilai-nilai parameter kendali PID besarnya
dapat diatur secara independen, tetapi secara praktis (terutama terkait
dengan model proses yang dikendali), pengaturan atau tuning yang
dilakukan terdapat salah satu parameter kendali umumnya
memerlukan pengaturan ulang pada parameter yang lain. Sebagai
contoh, untuk sebuah model proses tertentu, pengubahan nilai KP
(diperbesar atau diperkecil) umumnya akan memerlukan setting ulang
pada besaran parameter kendali KI (atau TI) dan KD (atau TD). Pada
Waktu
Tanjakan Overshoot
Waktu
Penetapan Kestabilan
Pembesaran KP Berkurang Bertambah
Sedikit
bertambah Menurun
Pembesaran KI Sedikit
berkurang Bertambah Bertambah Menurun (Pengecilan TI)
Pembesaran KD Sedikit
berkurang Berkurang Berkurang Meningkat (Pembesaran TD)
46
tabel 2 di bawah memperlihatkan pengaruh perubahan setiap
parameter PID terhadap unjuk kerja pengontrolan proses secara
umum.
Dalam bentuknya yang ideal, parameter unjuk kerja yang
nampak pada table 2 di atas dapat dijelaskan sebagai berikut :
a. Waktu tanjakan : waktu yang diperlukan respon (deviasi output
variable proses) untuk naik dari 0 sampai 100% harga akhirnya.
b. Overshoot : Lonjakan maksimum yang dialami oleh respon
proses.
c. Waktu penetapan : Waktu yang diperlukan respon untuk
mencapai dan menetap disekitar 95%-98% dari harga akhir.
Gambar 10. Respon proses sebagai akibat perubahan SetPoint
(Setiawan (2008: 222)
7. Persamaan PID Digital
Istilah PID digital pada dasarnya mengacu pada jenis perangkat
keras digital dimana sistem kontrol PID tersebut ditanamkan. Berbeda
dengan kendali PID analog yang realisasi praktisnya dijumpai dalam
47
bentuk perangkat keras rangkaian elektronika, sistem kendali PID digital
implementasinya dapat dijumpai dalam bentuk persamaan matematis yang
ditanam dalam sistem mikroprosesor.
Kelebihan PID Digital Dibandingkan PID Analog
Dibandingkan modul analog, modul PID digital memiliki beberapa
kelebihan, diantaranya adalah :
a. Dapat diintegrasikan secara mudah dengan sistem lain membentuk
sebuah jaringan control.
b. Banyak fungsi dan fitur tambahan yang tidak dapat ditemukan dalam
modul PID analog.
c. Kepresisian sinyal kontrol PID digital tidak tergantung komponen
yang digunakan.
Dalam bentuk diagram blok, kendali PID digital dapat diilustrasikan
seperti Nampak pada gambar 3 Kerena proses yang dikendalikan bersifat
kontinyu atau analog, maka di dalam modul ini diperlukan perangkat keras
tambahan berupa ADC (Analog to Digital Converter) dan DAC (Digital to
Analog Converter) yang digunakan sebagai antarmuka kendali digital
dengan proses.
Gambar 11. Blok Diagram Modul PID Digital
Setiawan (2008: 222)
48
Berbeda dengan kendali PID analog yang pengolahannya bersifat
kontinyu. Di dalam sistem mikroprosesor, pengolahan sinyal control oleh
modul digital dilakukan hanya dengan waktu-waktu diskret. Dalam hal ini,
konverter sinyal dari analog ke digital, pengolahan sinyal eror, sampai
konversi balik digital ke analog dilakukan pada interval atau waktu cuplik
(sampling) Tc tertentu.
8. Realisasi Program PID Digital
Realisasi kendali PID digital akan ditemukan dalam sistem berbasis
mikroprosesor. Karena sistem mikroprosesor adalah sebuah sistem
pengolah data yang bekerja pada basis-basis waktu diskret, maka control
PID yang ditanam di dalamnya harus memiliki persamaan matematis
diskret. Dalam hal ini, eksekusi kendali PID hanya dilakukan pada waktu-
waktu cuplik saja.
Diskretisasi adalah proses mentransformasi nilai atribut continuous
menjadi sejumlah interval terbatas yang berhubungan dengan nilai diskret,
yaitu nilai numerik.
Salah satu langkah termudah untuk mendapatkan versi diskret dari
control PID digital adalah dengan cara diskretisasi persamaan PID control
analog asosiasinya. Ketelitian PID digital yang terdapat dari diskretisasi ini
sangat tergantung dari lebar waktu cuplikan yang digunakan. Semakin
cepat waktu cuplikan, perilaku PID digital tersebut akan semakin sama
dengan PID analog asosiasinya.
49
Diskretisasi persamaan PID analog jenis ideal seperti nampak pada
persamaan berikut :
(6)
Untuk kemudahan mendapatkan versi diskretnya, persamaan di atas
kita susun ulang seperti nampak pada persamaan (7) (lihat juga diagram
bloknya pada gambar 4)
CO(t) = COP(t) + COI(t) + COD(t) (7)
Dalam hal ini,
COP(t) = KPe(t) (8)
COI(t) =
(9)
COD(t) = KPTD
(10)
Gambar 12. Diagram blok modul PID digital
Setiawan (2008: 222)
Dengan mengacu pada persamaan (7), PID ideal versi diskretnya
sekarang dapat diperoleh dengan terlebih dulu mencari versi diskret
untuk masing-masing suku persamaan penyusun kendali PID ideal
tersebut persamaan (8) – (10).
Khusus untuk output suku kendali proporsional persamaan (8),
karena bentuk persamaannya statis, versi diskretnya dapat diperoleh
_ +
+
K p
+
+
_
_
+
e
PV
SP
50
langsung tanpa menggunakan pendekatan apapun. Hal ini Nampak
pada persamaan (11) berikut :
COP(K) = KP.e(k) (11)
Berdasarkan persamaan (11) diatas, terlihat bahwa output control
proporsional untuk waktu cuplik tertentu (waktu cuplikan ke-k) pada
dasarnya hanya tergantung pada eror saat pencuplikan itu juga.
Untuk suku output control integral persamaan (9) dan output
kendali diferensial persamaan (10), karena kedua suku kendali
memiliki persamaan dinamis, maka versi diskretnya hanya dapat
diperoleh dengan menggunakan pendekatan numerik.
Salah satu pendekatan yang digunakan pada kedua persamaan
tersebut adalah metode numerik rectangular mundur (backward
rectangular) berikut :
Pendekatan untuk persamaan integrator :
I t P
I
e d I k P
I
e i) cki
t
(12)
atau dapat ditulis :
C
e i ki
C
e e e e k- e k (13)
Berdasarkan persamaan (13), nampak bahwa ouput integrator
pada cuplikan ke-k selain tergantung pada error saat itu, juga
tergantung pada error terdahulu (waktu cuplikan sebelumnya). Jika
persamaan diatas diimplementasikan langsung dalam program, sistem
kendali akan membutuhkan memori yang tidak terbatas untuk
menyimpan nilai error yang terdahulu tersebut. Dengan demikian, agar
output kendali integral dapat dihitung secara efisien, implementasinya
dalam program harus direalisasikan secara rekursif.
Dalam hal ini, komputasi rekursif membutukan pengetahuan nilai
sinyal output suku integral pada pencuplikan sebelumnya (lihat
persamaan (14)dibawah).
51
(14)
Dengan mensubsitusikan persamaan (14) ke (13), sekarang ouput
integrator dapat dirumuskan seperti nampak pada persamaan (15).
(15)
Berdasarkan persamaan (15) di atas, terlihat bahwa output
integrator pada waktu cuplik ke-k sekarang dapat dihitung berdasarkan
error saat itu ditambah dengan sinyal output integrator waktu cuplik
sebelumnya.
Sedangkan untuk kendali diferensial, berdasarkan pendekatan
metode backward difference, output pada waktu cuplik ke-k dapat
dihitung berdasarkan selisih error saat itu dengan error cuplikan
sebelumnya lihat persamaan (16).
(16)
Jika dengan mengacu pada persamaan (7), PID ideal versi diskret
yang ditanam dalam sistem digital akan memiliki bertuk seperti
nampak pada persamaan (17).
P I D (17)
dalam hal ini :
P P .
I I P
I
D P D
52
Gambar 13. Blok Diagram PID Motor Controller
Bickle (2003)
Realisasi program PID pada mikrokontroler mengunakan
persamaan berikut :
OUTPUT = (INPUT –OUTPUT) X (P GAIN + I GAIN + D GAIN)
Berikut source code reliasasi program PID :
Error = SP-PV;
rate = error-lasterror;
P = kp*error ;
I = I + error;
I = I*ki;
lasterror=error;
D = rate*kd ;
MV = P+I+D;
Rpwm = max- MV ;
lpwm = max+MV ;
B. Kajian Penelitian yang Relevan
Pada penelitian-penelitian pengembangan yang sudah dilakukan oleh
peneliti sebelumnya, terdapat empat aspek yang dinilai dalam evaluasi media
dengan tiga subjek evaluasi. Berikut ini adalah aspek evaluasi yang diambil
dari Prihatini (2010) dan Muttaqiin (2010)
53
Tabel 3. Aspek evaluasi dari Prihatini (2010) untuk ahli materi
No. Aspek Indikator
1. Kualitas Materi - Ketepatan isi materi
- Relevamsi materi dengan tujuan
- Ketepatan kompetensi
- Kebenaran materi
- Sistematika materi (kedalaman; keluasan;
ketepatan urutan; keterbacaan teks;
kesesuaian gambar, animasi dan video;
kejelasan)
- Tingkat kesulitan
- Relevansi tugas dengan tujuan
- Relevansi dengan kondisi peserta didik
2. Kemanfaatan materi - Bantuan dalam pembelajaran
- Mempermudah proses pembelajaran
- Memberikan fokus perhatian
Tabel 4. Aspek evaluasi dari Muttaqin (2010) untuk ahli materi
No. Aspek Indikator
1. Kualitas Materi - Kesesuaian media pembelajaran dengan silabus
- Kejelasan kompetensi/tujuan
- Relevansi dengan kompetensi dasar mata pelajaran
teknik kontrol
- Kelengkapan materi
- Keruntututan materi
- Kebenaran materi
- Kedalaman materi
- Kelengkapan media
- Kebenaran media
- Kesesuaian materi dan media
- Tingkat kesulitan pemahaman materi
- Aspek kognitif
- Aspek Afektif
- Aspek psikomotorik
- Kesesuaian contoh yang diberikan
- Kesesuaian latihan yang diberikan
- Konsep dan kosakata sesuai dengan kemampuan
intelektual peserta didik
2. Kemanfaatan - Membantu proses pembelajaran
- Memudahkan peserta didik dalam memahami
materi
- Memberikan fokus peserta didik untuk belajar
54
Tabel 5. Aspek evaluasi dari Prihatini (2010) untuk ahli media
No. Aspek Indikator
1. Desain layar - Ukuran, bentuk dan warna tulisan
- Kualitas gambar
- Komposisi warna gambar animasi
- Ukuran animasi
- Kualitas dan ketepatan resolusi video
- Kesesuaian pemilihan video
- Komposisi warna tulisan dan gambar terhadap
warna latar (background)
- Ilustrasi music
- Keserasian suara
- Keefektifan animasi
2. Pengoperasian - Kemudahan penggunaan
- Sistematika
3. Navigasi - Efektiifitas navigasi
- Penggunaan navigasi
4. Kemanfaatan - Bantuan dalam pembelajaran bagi pengajar
- Mempermudah proses pembelajaran
- Memberikan fokus perhatian
- Berkaitan dengan mata pelajaran
Tabel 6. Aspek evaluasi dari Muttaqin (2010) untuk ahli media
No. Aspek Indikator
1. Tampilan - Tata letak komponen
- Kerapian
- Ketepatan Pemilihan komponen
- Tampilan Simulasi
- Daya tarik tampilan keseluruhan
2. Teknis - Unjuk kerja
- Kestabilan kerja
- Kemudahan dalam penyambungan
- Kemudahan pengoperasian
- Tingkat keamanan
- Sistem penyajian
3. Kemanfaatan - Mempermudah proses belajar mengajar
- Memperjelas materi pembelajaran
- Menumbuhkan motivasi belajar
- Menambah perhatian peserta didik
- Merangsang kegiatan belajar peserta didik
- Mempermudah guru
- Mempercepat proses pembelajaran
- Keterkaitan dengan materi yang lain
55
Tabel 7. Aspek evaluasi dari Prihatini (2010) untuk pengguna
No. Aspek Indikator
1. Kemudahan
produk
dioperasikan
- Petunjuk penggunaan
- Memulai dan mengakhiri program
- Memilih menu
- Penggunaan dan tata letak tombol
- Menggunakan program
- Petunjuk soal
- Menu program
- Navigasi
2. Kemudahan
produk dipelajari
isinya
- Rumusan KD dan indikator
- Uraian materi
- Teks
- Pemberian contoh
- Kejelasan butir soal
- Umpan balik
- Penggunaan gambar, animasi, foto dan video
3. Kemenarikan
tampilan
- Tampilan layar
- Warna latar
- Desain latar
- Tombol produk
- Tata letak teks
- Font
- Penggunaan foto/gambar
- Penggunaan animasi
- Penggunaan video dan audio
- Umpan balik
Tabel 8. Aspek evaluasi dari Muttaqin (2010) untuk peserta didik
No. Aspek Indikator
1. Tampilan Media - Tata letak komponen - Kerapian - Ketepatan Pemilihan komponen - Tampilan Simulasi - Daya tarik tampilan keseluruhan
2. Pengoperasian - Kemudahan penyambungan - Kemudahan pengoperasian - Tingkat Keamanan - Kemudahan pengaksesan
3. Materi - Kesesuaian materi dan media - Kelengkapan materi
4. Kemanfaatan - Mempermudah proses pembelajaran - Mempercepat proses pembelajaran - Meningkatkan motivasi - Meningkatkan perhatian
56
Dengan memperhatikan jenis media dan dengan mengadaptasi kriteria
pemilihan media dan komponen bahan ajar pada uraian sebelumnya maka
kriteria yang tepat untuk mengevaluasi Media Pembelajaran Mikrokontroler
dengan Robot Line Follower dapat dilihat dari aspek (1)kualitas materi,
(2)tampilan, (3)teknis pengoperasian dan (4)kemanfaatan. Berikut ini adalah
pengelompokkannya :
1) Kualitas Materi (isi dari produk instruksional/kualitas isi materi)
Aspek kualitas materi secara umum berkenaan dengan ketepatan media
dengan tujuan pengajaran, pengorganisasian yang akan dipelajari diatur
dan diorganisasikan ke dalam urutan-urutan yang bermakna,penyajian
yang jelas mengenai isi pelajaran, cakupan materi, pemahaman materi,
relevansi, penerapan melalui contoh dan latihan,kesesuaian dengan taraf
berfikir peserta didik. Berikut ini merupakan poin-poin yang akan
mewakili aspek kualitas materi:ketepatan isi materi, ketepatan tujuan,
relevansi kompetensi, kelengkapan materi, keruntutan materi, kejelasan
materi, tingkat kesulitan, kedalaman materi, aspek kognitif,aspek afektif,
aspek psikomotorik, kemudahan aplikasi, kesesuaian dengan situasi
peserta didik, kelengkapan media, kebenaran media, kesesuaian materi
dengan media, kesesuaian contoh yang diberikan, kesesuaian latihan
yang diberikan, konsep dan kosakata sesuai dengan kemampuan
intelektual peserta didik.
57
2) Tampilan (kualitas fisik bahan instruksional/kemasan bahan ajar)
Aspek tampilan secara umum berkenaan dengan kemenarikan, artinya
media pembelajaran harus mampu menarik maupun merangsang
perhatian peserta didik, baik tampilan, pilihan warna maupun isinya.
Uraian isi tidak membingungkan serta dapat menggugah minat peserta
didik untuk menggunakan media tersebut. Berikut ini merupakan poin-
poin yang akan mewakili aspek tampilan: ukuran komponen, warna
LED, LCD, tata letak komponen, ukuran dan bentuk tulisan, penempatan
tulisan, tata letak blok (simulator dan trainer), komposisi warna
keseluruhan, kerapian, tampilan, penempatan stopkontak, kesesuaian
modul dengan trainer, penyajian poin-poin pada modul, dan daya tarik
tampilan keseluruhan.
3) Teknis Pengoperasian ( kegiatan instruksional meliputi prosedur
penggunaan dan penyajian bahan instruksional/ kualitas teknis)
Berikut ini merupakan poin-poin yang akan mewakili aspek teknis
pengoperasian : tingkat keamanan, sistematika, kemudahan
pengoperasian, kemudahan dalam penyambungan trainer, pengoperasian
secara umum, unjuk kerja dan kestabilan kerja.
4) Kemanfaatan
Kemanfaatan, artinya isi dari media pembelajaran harus bernilai atau
berguna, mengandung manfaat bagi pemahaman materi pembelajaran
serta tidak mubazir atau sia-sia apalagi merusak peserta didik sehingga
58
dapat mengetahui apakah media pembelajaran itu benar-benar memberi
sumbangan terhadap hasil belajar, mengetahui sikap peserta didik
terhadap media pembelajaran, mengetahui apakah media mampu
memotivasi, dan mengenai keterampilan guru dalam menggunakannya
sehingga dapat membantu guru dalam penyampaian materi.Berikut ini
merupakan poin-poin yang akan mewakili aspek kemanfaatan :
membantu proses pembelajaran, memudahkan peserta didik dalam
memahami materi, memberikan fokus peserta didik untuk belajar,
keterkaitan dengan materi yang lain, memberikan perhatian peserta didik
untuk belajar, menumbuhkan motivasi belajar dan mempermudah guru.
59
C. Kerangka Pikir
Kerangka pikir penelitan dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 14. Kerangka Pikir Penelitian
Penelitian dilakukan melalui beberapa tahap yaitu (1) analisis
kebutuhan, (2) perancangan desain, (3) pengkodean, (4) tes uji coba (5)
validasi ahli, (6) implementasi dan uji coba media di kampus.
Langkah awal sebelum penelitian yaitu bagian-bagian pendukung dari
sebuah robot line follower PID diuraikan dan dijelaskan seperti pada kajian
teori. Hasil dari perumusan berbagai kajian teori digunakan untuk
60
menciptakan sebuah media pembelajaran robot line follower PID. Kerangka
berfikir yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut.
Sebuah media pembelajaran digunakan sebagai alat untuk membantu
pembelajaran di kampus. Robot line follower PID merupakan robot yang
mampu bekerja untuk menyusuri garis. Beberapa teori yang disebutkan pada
kajian pustaka jika disatukan maka akan membentuk suatu produk berupa
robot line follower PID. Untuk dapat membuat sebuah robot line follower
PID diperlukan komponen berupa sensor-sensor, mikrokontroler, driver
motor, motor DC dan mekanik. Dari setiap komponen penyusun robot line
follower PID dapat dijabarkan fungsi dari masing-masing bagian yaitu:
a. Mekanik robot berfungsi menempatkan semua komponen yang terdapat
pada robot.
b. Sensor berfungsi sebagai pendeteksi kondisi lingkungan yang dilalui
robot.
c. Mikrokontroler berfungsi mengolah output pembacaan sensor untuk
dihasilkan pulsa PWM (Pulse Width Modulation).
d. Driver motor berfungsi mengolah sinyal PWM dari mikrokontroler yang
diumpankan ke motor DC.
Hasil dari penggabungan komponen inilah sebuah robot line follower
PID dapat terbentuk. Untuk dapat dijadikan sebuah media pembelajaran
setiap komponen dibuat secara terpisah sehingga terbentuk dalam paket
modul. Penggabungan setiap modul digunakan kabel dengan konektor white
housink. Setiap soket memiliki pasangan tersendiri sehingga tidak
61
memungkinkan dapat dipasang secara terbalik. Sebagai sarana untuk
memudahkan mahasiswa dalam membuat robot line follower PID dengan
kendali PID maka diberikan satu buah modul pendukung. Modul berisi
pemaparan teori yang terdapat dalam sebuah robot line follower PID beserta
aluran pembuatannya.
Langkah terakhir setelah sebuah media pembelajaran robot line
follower PID terbentuk, maka untuk memperoleh tingkat kelayakan media
pembelajaran dilakukan uji validasi. Uji validasi materi dan media oleh
pakar ahli serta uji pemakaian oleh mahasiswa. Dari proses inilah sebuah
robot line follower PID diharapkan dapat dijadikan media pembelajaran.
D. Pertanyaan Penelitian
Berdasarkan kerangka pikir di atas, dapat dirumuskan pertanyaan
penelitian sebagai berikut:
a. Bagaimana realisasi trainer dan modul Robot Line Follower PID
sebagai media pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan P.T.
Elektronika, Fakultas Teknik, UNY ?
b. Bagaimana unjuk kerja trainer Robot Line Follower PID sebagai media
pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan P.T. Elektronika,
Fakultas Teknik, UNY ?
c. Bagaimana tingkat kelayakan trainer dan modul Robot Line Follower
PID sebagai media pembelajaran aplikasi mikrokontroler di Jurusan
P.T. Elektronika, Fakultas Teknik, UNY ?
62
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Model Pengembangan
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
penelitian pengembangan (Research and Development) dengan pendekatan
kuantitatif.
“Metode penelitian dan pengembangan adalah metode penelitian
yang digunakan untuk menghasilkan produk tertentu, dan menguji
keefektifan produk tersebut. Untuk menghasilkan produk tertentu
digunakan penelitian yang bersifat analisis kebutuhan dan untuk
menguji keefektifan produk tersebut supaya dapat berfungsi di
masyarakat luas, maka diperlukan penelitian untuk pengujian
keefektifan produk tersebut.” Sugiyono (2007: 407).
Langkah-langkah penelitian dan pengembangan dalam penelitian
menurut Sugiyono (2007: 407) digambarkan sebagai berikut :
Gambar 15. Langkah-Langkah Metode Research and Development (R&D)
63
Perencanaan desain produk dilakukan dengan langkah awal analisis
kebutuhan. Analisis kebutuhan menghasilkan kebutuhan yang harus
disediakan dalam pembuatan produk. Produk yang akan dihasilkan dalam
penelitian ini adalah robot line follower PID yang telah teruji tingkat
kelayakannya. Dalam proses uji kelayakan, desain robot dikonsultasikan
kepada pakar ahli bidang robotika dan mikrokontroler. Media pembelajaran
juga dilengkapi dengan modul materi yang berhubungan dengan produk.
Pengujian kelayakan materi dikonsultasikan kepada ahli materi untuk
menyesuaikan isi materi dengan produk.
B. Prosedur Pengembangan
Produk yang akan dihasilkan berupa modul dan hardware didesain
berdasarkan survai dan identifikasi kompetensi dasar yang terdapat pada
pembuatan modul mikrokontroler dan line follower robot. Berikut ini adalah
kompetensi dasar yang terdapat dalam pembuatan trainer mikrokontroler.
1. Analisis Kebutuhan
Analisis kebutuhan merupakan kegiatan untuk menganalisis Produk
yang akan dibuat dirancang berdasarkan standar kompetensi Program
Keahlian Teknik Elektronika Jurusan P.T. Elektronika, UNY untuk
memperoleh informasi media pembelajaran yang dibutuhkan peserta didik
dalam mempelajari sistem mikrokontroler. Berikut silabus mikrokontroler
Jurusan P.T. Elektronika UNY menurut Suprapto (2010) :
64
Tabel 9. Kompetensi Dasar dan Materi Dasar dalam Silabus
Mikrokontroler Jurusan P.T. Elektronika
Kompetensi Dasar Materi Dasar
Konsep dasar-dasar perancangan
perangkat keras dan perangkat lunak
mikrokontroler AVR
Mempelajari perancangan perangka
keras mikrokontroler AVR. Mempelajari
algoritma dan pengembangan perangkat
lunak mikrokontroler AVR. Melakukan
Pemrograman sederhana menggunakan
CVAVR.
Komponen pendukung rangkaian
mikrokontroler AVR
Mempelajari komponen-komponen
pendukung sebagai pembentuk
rangkaian mikrokontroler supaya dapat
bekerja optimal.
CodeVisionAVR Setting
codewizard
AVR, algoritma, pemrograman operasi
I/O, type data, operator, function,
looping dan percabangan dan array.
Pemrograman Input/Output
mikrokontroler
Algoritma dan Pemrograman seven
segment mikrokontroler AVR
Algoritma dan Pemrograman
input/output
mikrokontroler AVR Pemrograman
pada Operasi bit, byte pada
pemrograman Input/output
Prinsip kerja dan pemrograman
Seven segment
Mempelajari konsep dasar dan prinsip
kerja seven segment
Pemrograman Liquid Crystal
Display
Mempelajari konsep dasar dan prinsip
kerja LCD Algoritma dan Pemrograman
LCD mikrokontroler AVR
Pemrograman Motor DC
Mempelajari konsep dasar dan prinsip
kerja Motor DC dan stepper Algoritma
dan Pemrograman Motor DC dan
stepper mikrokontroler AVR
Pemrograman PWM sebagai kendali
kecepatan motor DC
Interupsi Mikrokontroler AVR
Dasar-dasar algoritma dan penulisan
program interupsi. Setting code wizard
interupsi CVAVR Merancang program
interupsi sederhana dan komplek
Timer/Counter Algoritma dan pemrograman
Timer/Counter. Setting code wizard
Timer/counter CVAVR Merancang
program Timer/counter sederhana dan
komplek
Internal ADC Algoritma dan pemrograman Internal
ADC mikrokontroler AVR. Setting code
wizard ADC CVAVR Studi kasus
Pemrograman ADC
65
Berdasarkan standar kompetensi tersebut maka produk yang
dikembangkan adalah media objek/trainer berupa robot linefollower dan
media materi (Modul Pembelajaran Mikrokontroler dengan Robot Line
Follower). Media objek akan memberikan rangsangan yang amat penting
bagi peserta didik dalam mempelajari tugas, dalam hal ini trainer sebagai
media latihan praktik. Sedangkan modul materi bersifat user friendly,
dimana pada satu modul mencakup satu kesatuan kompetensi yang utuh
dan mudah digunakan peserta didik khususnya pada pelaksanaan
praktikum menggunakan trainer. Pemilihan jenis media tersebut,
diharapkan dapat membantu peserta didik dalam mencapai tujuan
pembelajaran ataupun sarana belajar sendiri.
Berikut hasil wawancara kepada beberapa mahasiswa mengenai
robot line follower :
1. Minat belajar mikrokontroler sangat tinggi.
2. Robot line follower alat yang tapat untuk aplikasi mikrokontroler
karena banyak fungsi seperti PWM, ADC, LCD, Menu program dan
lain-lain.
3. Robot Line follower dapat dengan mudah dan interaktif sebagai
media belajar mikrokontroler dengan robot line follower yang sudah
dimodif sebagai media pembelajaran.
4. Ciri robot line follower mengikuti garis.
5. Bagian-bagian robot line follower adalah sensor, mikrokontroler,
driver motor, motor
6. Sensor yang digunakan dengan photo dioda dan infrared/super
bridge.
66
7. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega karena lebih mudah
digunakan dan memiliki bnyak fiture.
8. Untuk menggerakan robot menggunakan driver motor dan motor
yang sering digunakan motor DC.
9. Catu daya menggunakan dengan baterai
10. Agar robot line follower dapat menjadi media pembalajaran yang
baik maka robot line follower perlu dimodif dibuat terpisah-pisah
antar bagian, diberi petunjuk dan dikoneksikan dengan soket-soket.
11. Bahasa pemograman yang mudah dengan C AVR dan lebih
menghemat memory program
12. Mendownload program dengan Usb Downloader ke mikrokontroler
Dari hasil pengumpulan data berupa standart kompetensi dan
wawancara diimplementasikan menjadi trainer microcontroller dengan
line follower robot. Kompetensi yang didapatkan dari penggunaan media
pembelajaran robot line follower adalah sebagai berikut :
a. Konsep dasar-dasar perancangan perangkat keras dan perangkat
lunak mikrokontroler AVR.
b. Komponen pendukung rangkaian mikrokontroler AVR.
c. Perancangan Hardware Robot Line Follower.
d. Algoritma Pergerakan Robot Line Follower
e. CodeVisionAVR Setting codewizard.
f. Dasar Pemograman Bahasa C AVR.
g. Pemrograman Input/Output mikrokontroler.
h. Pemrograman Liquid Crystal Display.
i. Pemrograman Motor DC .
67
j. Membuat Menu Program Setting.
k. Pembacaan Sensor Garis dengan Internal ADC.
l. PWM Motor Controller.
m. Aplikasi Robot Line Follower dengan Kendali PID.
Langkah menjadikan produk sebagai media pembelajaran,
pengembangan trainer microcontroller dengan line follower robot
dilakukan melalui beberapa tahapan sebagai berikut:
a. Analisis Kebutuhan Media Trainer
Sesuai dengan pengumpulan data pada kajian teori, didapatkan
kebutuhan dalam perancangan produk ini adalah :
1) Menggunakan foto sensor sebagai pendeteksi garis. Foto sensor
adalah sensor yang peka terhadap cahaya dan dapat difungsikan
sebagai pendeteksi garis warna hitam dan putih melalui banyak
sedikit cahaya yang dipantulkan ke sensor.
2) Menggunakan mikrokontroler ATmega sebagai pengendali utama.
Mikrokontroler adalah otak sistem yang menjalankan fungsi-fungsi
dan logika untuk dapat menjalankan robot line follower secara
otomatis.
3) Menggunakan driver motor sebagai pengemudi motor. Driver motor
adalah rangkaian pengendali arah dan kecepatan motor dengan
mengunakan sistem kerja transistor sebagai saklar untuk
mengendalikan tegangan yang masuk ke motor melalui triger dari
mikrokontroler.
68
4) Menggunakan dua buah motor DC. Motor DC digunakan sebagai
pengerak roda, Motor DC dipilih karena memiliki Efisiensi, torsi,
kecepatan yang baik dan mudah dikendalikan untuk menggerakan
robot.
5) Menggunakan dua buah gear box. Gear box digunakan pada robot
agar robot lebih memiliki torsi dan kecepatan yang sesuai dengan
track yang akan dilintasi.
6) Menggunakan baterai sebagai sumber daya. Baterai digunakan
karena lebih portable sebagai penyupai daya listrik DC ke rangkaian
robot.
7) Menggunakan white housink. White housink sebagai konektor antar
modul digunakan agar lebih mudah dalam merakit maupun melepas
antar modul dan lebih aman dalam pemasangan.
8) Menggunakan downloader USB Asp dan HID Bootloader sebagai
penghubung dengan komputer. Downloader USB digunakan sebagai
media mengginstal compile progaram hasil coding berupa bahasa
mesin (*.hex) kedalam mikrokontroler.
b. Analisis Materi Modul
Modul dikembangkan berdasarkan kompetensi yang terdapat
pada trainer line follower robot. Modul berisi mengenai uraian teori
yang berhubungan dengan proses pembuatan line follower robot.
Fungsi bagian-bagian robot dijelaskan untuk memberikan pemahaman
kepada mahasiswa tentang prinsip kerja dari setiap sistem.
69
Modul menjelaskan secara utuh proses pembuatan robot dari
awal sampai akhir. Prinsip pembuatan setiap bagian dijelaskan mulai
dari perancangan rangkaian sampai spesifikasi komponen yang
digunakan. Isi materi terbagi menjadi dua yaitu perancangan hardware
dan software. Program dibuat dengan bahasa yang mudah dipahami
oleh mahasiswa.
Berdasarkan kompetensi yang terdapat pada pembuatan line
follower robot maka materi yang dibutuhkan dalam penyusunan modul
adalah (1) Pembuatan sensor garis,(2) Pembuatan mekanik robot, (3)
Pembuatan sistem minimum mikrokontroler, (4) Pembuatan driver
motor, (5) Pembuatan kode program.
2. Desain
Tahapan awal pembuatan produk adalah perencanaan desain produk.
Trainer robot merupakan bagian utama dari pembuatan produk. media
pembelajaran ini yang akan digunakan mahasiswa dalam kegiatan belajar
pembuatan line follower robot. Sebagai pedoman praktikum
dikembangkan modul yang berisi materi dan langkah-langkah pembuatan
robot.
Desain robot dibuat semudah mungkin untuk digunakan mahasiswa.
Pembuatan bagian-bagian robot disusun secara terpisah per blok, sehingga
mahasiswa mudah memahami fungsi dan posisi bagian robot. Proses
perakitan dilakukan dengan menghubungkan setiap bagian robot dengan
konektor yang sudah tersedia.
70
PB0/T0/XCK1
PB1/T12
PB2/AIN0/INT23
PB3/AIN1/OC04
PB4/SS5
PB5/MOSI6
PB6/MISO7
PB7/SCK8
RESET9
XTAL212
XTAL113
PD0/RXD14
PD1/TXD15
PD2/INT016
PD3/INT117
PD4/OC1B18
PD5/OC1A19
PD6/ICP120
PD7/OC221
PC0/SCL22
PC1/SDA23
PC2/TCK24
PC3/TMS25
PC4/TDO26
PC5/TDI27
PC6/TOSC128
PC7/TOSC229
PA7/ADC733
PA6/ADC634
PA5/ADC535
PA4/ADC436
PA3/ADC337
PA2/ADC238
PA1/ADC139
PA0/ADC040
AREF32
AVCC30
U1
ATMEGA32
33p 33p
16MHz
IRF9530
IRF540 IRF540
IRF9530
4k7
1
2
6
4
PC817
1
2
6
4
PC817
4k7
330 330
34
7414
B+
IN1 IN21 2
7414RESET 10k
VCC
VCC
B2
B1
B0 D7
C0
C1
D7
14
D6
13
D5
12
D4
11
D3
10
D2
9D
18
D0
7
E6
RW
5R
S4
VS
S1
VD
D2
VE
E3
LM016L
VCC
45%
100k
C7
B5
B7
B6
B3
B4
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
B0
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
C0
C1
C2 (S0)
C3 (S1)
C4
C5
C6
C7
D0
D1
D2
D3 (IN1)
D4 (IN2)
D5 (IN3)
D6 (IN4)
D7
LEDSensor
BD139
330
10k
A0
+5V
LEDSensor
10k
A1
LEDSensor
10k
A2
LEDSensor
10k
A3
LEDSensor
10k
A4
LEDSensor
10k
A5
LEDSensor
10k
A6
LEDSensor
10k100
A7
S0
VI1
VO3
GN
D2
7806
C828
TIP31
VCC7V-12V
ON/OFF
B+
VCC1
D+3
D-2
GND4
J1
USBCONN
10k
100nF100nF
220uF/16v 220uF/16v
DIODE
100
100
3V6 3V6
VCC
D0
D1
BOOT
IRF9530
IRF540 IRF540
IRF9530
4k7
1
2
6
4
PC817
1
2
6
4
PC817
4k7
330 330
1312
7414
B+
IN3 IN45 6
7414
LEDSensor
BD139
330
10k
A0
+5V
LEDSensor
10k
A1
LEDSensor
10k
A2
LEDSensor
10k
A3
LEDSensor
10k
A4
LEDSensor
10k
A5
LEDSensor
10k
A6
LEDSensor
10k100
A7
S1
Perencanaan desain dikembangkan sesuai dengan materi yang terdapat
dalam pembuatan line follower robot. Robot didesain dengan
menggabungkan komponen foto sensor, sistem minimum mikrokontroler
Atmega16/32, driver motor, motor DC dan mekanik. Berikut ini adalah
rancangan rangkaian pada setiap blok modul.
a. Blok Rangkaian Modul Sistem Minimum Mikrokontroler.
Gambar 16. Rangkaian Sistem Mininum Mikrokontroler
Sistem minimum dari modul mikrokontroler ATMega 16 terdiri dari
sistem reset yang terdiri dari resistor pull up 10K, capasitor 100nF dan
tack switch ke ground karena reset ATMega dengan active low. Pada
mikrokontroler ATMega yang menggunakan External Clock maka
diperlukan crystal yang terpasang pada PORT XTAL1 dan XTAL2
71
ditambah capasitor 33pF sebagai filter ke ground. Sebagai user
interface digunakan pust botton input setting.
b. Sensor Garis (Foto Sensor)
Sensor garis dapat dibuat dengan mudah. Sensor ini terdiri dari
dua buah komponen yaitu pemancar (transmitter) dan penerima
(receiver). Untuk pemancar dapat menggunakan led super dan penerima
menggunakan photo diode dan LDR. Prinsip kerja dari sensor ini
apabila mengenai garis putih maka cahaya akan dipancarkan, jika
mengenai warna hitam maka cahaya akan diserap.
Berikut ini pada gambar dibawah ini ditunjukan kerja dari sensor
proximity:
Gambar 17. Cahaya pantulan sedikit Gambar 18. Cahaya pantulan banyak
Sifat dari photodioda adalah jika semakin banyak cahaya yang
diterima, maka nilai resistansi diodanya semakin kecil. Dengan
melakukan sedikit modifikasi, yaitu mengunakan rangkaian resistor
pembagi tegangan maka besaran resistansi tersebut dapat diubah
menjadi tegangan. Sehingga jika sensor berada diatas garis hitam, maka
tegangan keluaran sensor akan kecil, demikian pula sebaliknya.
72
Pada pengunaan sensor cahaya biasanya menggunakan dua
metode pembacaan sensor yaitu dengan Komparator dan ADC (Analog
to Digital Converter). Berikut gambar dibawah ini adalah gambar
rangkaian sensor cahaya yang digunakan pada robot :
Gambar 19. Rangkaian ADC Sensor Fotodiode ADC
c. Driver Motor
Agar motor dapat begerak maka diperlukan driver motor H-
Bridge yang memiliki kemampuan mengalirkan arus 1 A ke motor.
Input driver motor terdapat 6 pin yang berupa 4 pin data dan 2 pin
untuk kontrol PWM (Pulse Wide Modulation) pada tiap motor. Untuk
jenis motor DC bisa menggunakan motor VCD atau motor DVD. PWM
adalah sederetan pulsa yang lebar pulsanya dapat diatur. Dalam pulsa
PWM terdapat dua buah kondisi digunakan untuk mengatur kecepatan
putaran motor. Berikut pada gambar 20 ditunjukan gambaran pulsa
PWM.
73
Gambar 20. Bentuk pulsa PWM
Dalam satu siklus PWM terdapat nilai TH dan TL. TH adalah posisi
pulsa PWM pada kondisi high (tinggi), sedangkan TL adalah posisi
pulsa PWM pada kondisi low(rendah). Nilai T adalah lebar keseluruhan
pulsa PWM dalam satu siklus. Nilai TH maupun TL inilah yang akan di
atur untuk memperoleh variasi kecepatan yang motor yang berbeda-
beda tergantung rangkaian driver motor yang digunakan. Nilai PWM
maksimum yang dihasilkan nantinya adalah 255d atau 0xFFh.
Untuk mengatur motor DC yang solid-state dapat dipakai
rangkaian FET. FET disusun sedemikian rupa hingga membentuk huruf
H atau yang disebut H-bridge FET, H-bridge tersusun tersusun dari 4
buah FET dengan memanfaatkan fungsi FET sebagai saklar, yaitu titik
cut-off dan titik saturasi. Pemilihan FET yang dipilih dapat mengalirkan
arus yang diperlukan oleh motor DC. Berikut pada gambar 12
ditunjukan H-Bridge FET.
74
Gambar 21. Rangkaian Driver Motor
Dengan metode H-bridge FET di atas, maka arus yang mengalir ke
motor polaritasnya dapat diatur dengan memberikan logika 0/1 ke input
naik, turun dan PWM. Pengaturannya seperti tabel berikut.
Tabel 10. Tabel Kebenaran Keaktifan Motor
Maju Mundur Motor
0 0 Break
0 1 Berputar Maju
1 0 Berputar Mundur
1 1 Berhenti
Kondisi High (0) untuk semua input akan menyebabkan break atau
pengereman, karena akan mengakibatkan semua transistor fet aktif dan
akan merusak transistor Fet karena secara otomatis arus dari kolektor
dan langsung mengalir ke dan sehingga arus akan sangat
besar tanpa melalui beban seperti konsleting.
75
d. Mekanik Robot
Gambar 22. Rancangan Mekanik Robot
Desain perancangan mekanik robot mengunakan akrilik sebagai bahan
utama. Desain perancangan mengunakan software corel draw untuk
mengambar gear motor, velg, dan body tempat motor DC kemudian dicetak
dengan alat laser cutting. Gear motor mengunakan rasio 12 : 64 dengan
efisiensi 5,33 , agar robot dapat memiliki torsi dan kecepatan yang sesuai
dengan kondisi lintasan. Semakin besar perbandingan rasio gear maka torsi
motor akan semakin besar tapi kecepatan akan semakin lambat. Desain gear
box bisa dilihat pada halaman lampiran.
Pengembangan modul pembelajaran dilakukan setelah trainer line follower
robot dibuat. Modul berisi materi yang berkaitan dengan produk yang terdiri dari
76
: (1) Pengantar Line Follower Robot, (2) Sensor garis, (3) Rancangan mekanik
robot, (4) Mikrokontroler AVR, (5) Driver motor, (6) Algoritma pergerakan
robot, (7) Membuat Source Code program dengan CVAVR, (8) Contoh program.
3. Implementasi
a. Persiapan Alat dan Bahan
Peralatan dan bahan-bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan robot
berdasarkan analisis kebutuhan adalah sebagai berikut :
1) Komputer
2) Multimeter
3) Toolset
4) Komponen-komponen yang dibutuhkan
5) Solder
6) Tinol
7) PCB (Printed Circuit Board)
8) Pelarut PCB
9) Bor
10) Gergaji
b. Proses Pembuatan
1) Membuat gambar rancangan dengan software Proteus
2) Menggambar layout PCB dengan software Proteus
3) Mencetak hasil layout PCB pada kertas glossi
4) Menempelkan hasil layout ke PCB dengan cara disetrika
5) Melarutkan PCB dengan cairan feri chlroride
77
6) Memeriksa hasil jalur PCB
7) Mengebor PCB
8) Menyiapkan dan memeriksa komponen yang digunakan
9) Merakit komponen pada PCB
10) Melakukan pengujian alat.
4. Evaluasi Kelayakan Media
Hasil produk media pembelajaran sebelum digunakan oleh khalayak
dilakukan uji validasi. Pengujian ini dilakukan untuk memastikan bahwa
media yang digunakan benar-benar sesuai dengan bidangnya. Uji validasi
yang digunakan meliputi uji validasi isi (content validity) dan validasi
konstrak (construct validity).
Pengujian validasi isi dilakukan dengan membandingkan isi
instrumen dengan materi yang ada pada bidang media. Uji validasi isi
dilakukan dengan mengkonsultasikan dengan dosen ahli materi.
Pengambilan data dilakukan dengan pemberian angket penelitian yang
diberikan kepada dosen ahli materi di Jurusan Pendidikan Teknik
Elektronika.
Pengujian validitas konstruksi, dapat digunakan pendapat dari ahli
(experts judgment). Dalam hal ini setelah instrumen dikonstruksi tentang
aspek-aspek yang akan diukur dengan berlandaskan teori tertentu, maka
selanjutnya dikonsultasikan dengan ahli Sugiyono (2011: 407). Para ahli
diminta pendapatnya tentang instrumen yang disusun, kemudian akan
78
memberi keputusan tentang layak atau tidaknya apabila instrumen
digunakan sebagai media pembelajaran. Data penelitian diambil dengan
memberikan angket kepada dosen ahli bidang mikrokontroler atau robotika
di Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika.
C. Sumber Data Penelitian
a. Obyek Penelitian
Dalam penelitian ini objek yang akan diteliti adalah Robot Line
Follower PID Sebagai Media Pembelajaran Mikrokontroler.
b. Subyek Penelitian
Subyek penelitian menurut Arikunto (2009: 109) merupakan “orang
yang dapat merespon, memberikan informasi tentang data penelitian”.
Data penelitian diambil dengan mengunakan angket, dengan subjek
evaluasi dalam penelitian pengembangan ini pada dasarnya terdiri dari :
1. Para ahli yang dibutuhkan sebagai evaluator ahli (Expert Judgement)
pada tahap reviu yang terdiri dari ahli materi dan ahli media. Sebagai
ahli media dan ahli materi adalah Dosen berkompeten di bidang
mikrokontroler dan Pengajar di Jurusan Pendidikan Teknik
Elektronika.
2. Mahasiswa kelas A, Prodi P.T. Elektronika S1, angkatan 2007 sebagai
reviewer pengguna skala kecil untuk mengetahui kelayakan dan
validitas angket yang digunakan untuk mengambil data kelayakan
pengguna.
79
3. Mahasiswa kelas B, Prodi Teknik Eletronika D3 , angkatan 2010
Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika sebagai reviewer pengguna
media yang digunakan untuk mengambil data kelayakan media.
c. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Jurusan Pendidikan Teknik
Elektronika, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta yang
beralamat di Kampus Karangmalang, Depok, Sleman, Yogyakarta. Waktu
penelitian dilaksanakan bulan Desember.
D. Teknik Pengumpulan Data
1. Pengujian dan Pengamatan
Tujuan dari tahapan ini adalah untuk mengetahui kelayakan dari
trainer dan modul robot line follower PID yang akan dijadikan sebagai
media pembelajaran pada Jurusan P.T. Elektronika. Hasil pengujian
dipaparkan dengan data berupa uji coba dan hasil-hasil pengamatan.
2. Jenis Data
Pada penelitian ini, jenis data yang dihasilkan berupa data primer.
Menurut Margono (1997: 23) data primer adalah data yang dikumpulkan
langsung dari individu-individu yang diselidiki. Individu-individu yang
dimaksud adalah Mahasiswa Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika.
Data primer yang didapatkan pada penelitian ini berupa data
kuantitatif dan data kualitatif. Menurut Sugiyono (2011: 23) data kualitatif
adalah data yang berbentuk kalimat, kata atau gambar sedangkan data
80
kuantitatif adalah data yang berbentuk angka, atau data kualitatif yang
diangkakan (skoring). Data kualitatif yang didapatkan berupa kritik dan
saran dari para ahli dan pengguna sedangkan data kuantitatif berupa data
diskrit dan kontimun. Data diskrit adalah data yang diperoleh dari hasil
menghitung atau membilang (bukan mengukur) dan kontinum adalah data
yang diperoleh dari hasil pengukuran Sugiyono (2011: 23-24).
Pada penelitian ini data yang digunakan adalah data kuantitatif
berupa data kontinum. Salah satu data kontinum yaitu data interval yang
dihasilkan dari instrument penelitian menggunakan skala Likert. Jenis data
awal yang diperoleh dari penelitian pengembangan ini adalah data
kuantitatif yang dikonversi ke data kualitatif, yang diperoleh dari
angket/kuesioner dari ahli media, ahli materi dan Mahasiswa Jurusan
Pendidikan Teknik Elektronika. Data tersebut digunakan untuk mengukur
kelayakan dari masing-masing komponen pengembangan Modul Media
Pembelajaran Robot Line Follower PID agar dapat digunakan sebagai
media pembelajaran yang mencapai tujuan pembelajaran.
Tingkat kelayakan produk yang dikembangkan (Media Pembelajaran
Robot Line Follower PID) dapat diketahui dari variabel yang diukur yaitu
kualitas materi pada media pembelajaran dan media pembelajaran itu
sendiri. Berdasarkan kriteria pemilihan media dan komponen bahan ajar,
maka kriteria yang tepat untuk mengevaluasi Modul Media Pembelajaran
Robot Line Follower PID dilihat dari aspek kualitas materi, tampilan,
teknis pengoperasian dan kemanfaatan.
81
Data yang diperoleh dari aspek-aspek tersebut berupa data kuantitatif
dan kualitatif yang merupakan tanggapan dan saran atau komentar umum
dari ahli materi, ahli media dan Mahasiswa Jurusan Pendidikan Teknik
Elektronika. Aspek yang dinilai oleh masing-masing evaluator adalah
sebagai berikut :
a. Evaluator ahli materi, terdiri dari aspek kualitas materi, aspek
kemanfaatan dan saran/komentar umum.
b. Evaluator ahli media, terdiri dari aspek tampilan, aspek teknis
pengoperasian, aspek kemanfaatan dan saran/komentar umum
c. Mahasiswa Jurusan Pendidikan Teknik Elektronika, terdiri dari aspek
tampilan, aspek teknis pengoperasian, aspek kualitas materi, aspek
kemanfaatan dan saran/komentar umum.
3. Kuisioner (Angket)
Kuisioner merupakan teknik pengumpulan data yang dilakukan
dengan cara memberi seperangkat pertanyaan atau pernyataan tertulis
kepada responden untuk dijawabnya Sugiyono (2011: 199). Angket
digunakan untuk menentukan kelayakan media yang dibuat berupa robot
line follower PID. Responden yang dilibatkan dalam pengambilan data
adalah dosen ahli materi sekaligus ahli media pembelajaran dan pengguna
atau mahasiswa.
82
E. Instrumen Penelitian
Untuk memperoleh data tentang pengujian dan pengamatan maka
instrumen yang digunakan adalah alat ukur berupa multimeter dan penggaris.
Sedangkan untuk mengetahui kelayakan media yang telah dibuat untuk
pembelajaran pemograman mikrokontroler, maka digunakan instrumen
berupa angket yang diberikan kepada ahli mikrokontroler, ahli media
pembelajaran,dan sejumlah peserta didik.
Instrumen yang diberikan kepada dosen ahli materi digunakan untuk
mengetahui tingkat kelayakan media dilihat dari validasi isi (Content
Validity), sedangkan instrumen yang diberikan kepada dosen ahli media
pembelajaran untuk mengetahui tingkat kelayakan media dilihat dari validasi
konstrak (Construct validity). Untuk instrumen yang digunakan pada ahli
materi, indikator yang diperhatikan adalah kompetensi mikrokontroler.
Kompetensi dasar adalah sejumlah kemampuan yang harus dikuasai peserta
didik dalam mata pelajaran tertentu, dalam hal ini adalah mikrokontroler.
1. Validasi Instrumen Isi
Pengujian validasi isi dapat dilakukan dengan membandingkan
antara isi instrumen dengan materi yang telah diajarkan, Sugiyono
(2011:182). Jadi dalam hal ini instrumen penelitian divalidasi oleh 2 ahli
materi. Validitas isi berisikan kesesuaian mudul pembelajaran dilihat dari
relevansi materi. Berikut kisi-kisi instrumen untuk ahli materi
mikrokontroler dapat dilihat pada tabel berikut ini.
83
Tabel 11. Kisi-kisi Instrumen untuk Validator Ahli Materi Modul
No. Aspek Indikator Butir
1
Kualitas materi
Ketepatan tujuan 1
Kebenaran materi 2
Kedalaman materi 3
Keruntutan materi 4
Kejelasan materi 5
Tingkat kesulitan pemahaman materi 6
Kelengkapan media 7
Kebenaran media 8
Kesesuaian materi dan media 9
Aspek kognitif 10
Aspek afektif 11
Aspek psikomotorik 12
Kemudahan aplikasi 13
Kesesuaian latihan yang diberikan 14
Konsep dan kosakata sesuai dengan
kemampuan intelektual peserta didik
15
2 Kemanfaatan Membantu proses pembelajaran 16
Memudahkan peserta didik dalam
memahami materi
17
Memberikan focus peserta didik untuk
belajar
18
2. Validasi Instrumen Konstrak
Dalam hal ini aspek yang diukur ditinjau dari media pembelajaran
dan mikrokontroler. Instrumen penelitian divalidasi oleh 2 ahli media
Untuk aspek media pembelajaran, instrumen yang digunakan dilihat dari
segi tampilan, teknis, dan kemanfaatan.
Berikut kisi-kisi instrumen untuk ahli media pembelajaran
berisikan kesesuaian media pembelajaran dilihat dari aspek kemanfaatan
dan teknis.
Tabel 12. Kisi-kisi Instrumen untuk Validator Ahli Media Pembelajaran
No. Aspek Indikator Butir
1
Tampilan
Ukuran komponen 1
Ukuran media 2
Tata letak komponen 3
84
No. Aspek Indikator Butir
Ukuran dan bentuk tulisan 4
Penempatan tulisan 5
Kejelasan komponen penampil 6
Kerapian jalur PCB 7
Kerapian keseluruhan 8
Daya tarik tampilan keseluruhan 9
2
Teknis
Tingkat keamanan 10
Kemudahan pengoperasian 11
Kemudahan dalam penyambungan 12
Kemudahan pengaksesan 13
Unjuk kerja 14
Kestabilan kerja 15
Kualitas perancangan 16
Kepraktisan dalam penyimpanan 17
3
Kemanfaatan
Mempermudah proses pembelajaran 18
Memberikan perhatian peserta didik untuk
belajar
19
Menumbuhkan motivasi belajar 20
Merangsang kegiatan belajar peserta didik 21
Mempermudah guru 22
Keterkaitan dengan materi yang lain 23
3. Uji Validitas dan Reabilitas Instrumen
Pembuatan instrumen penelitian yang digunakan pada penelitian ini
dimulai dari analisis variabel penelitian, menetapkan jenis instrumen,
menyusun kisi-kisi instrumen, lalu menyusun item atau pertanyaan.
Setelah instrumen selesai disusun oleh peneliti, kemudian melakukan
bimbingan dengan dosen pembimbing. Syarat minimal yang harus
dipenuhi oleh suatu instrumen penelitian untuk memperoleh data yang
valid, akurat dan dapat dipercaya ada dua macam, yakni validitas dan
reliabilitas. Sebelum melakukan langkah pengujian instrumenbaik kepada
para ahli sebagai ahli materi atau ahli media dan krpada para pengguna
untuk menilai instrumen, peneliti melakukan bimbingan dan revisi yang
85
diperlukan dengan dosen pembimbing terlebih dahulu. Setelah instrumen
telah dinyatakan siap untuk diuji, maka langkah berikutnya adalah seperti
berikut ini,
a. Uji Validitas Instrumen
Pada penelitian ini dilakukan uji validitas konstruk instrumen
penelitian dengan mengonsultasikannya kepada para ahli (Expert
Judgment) dalam bidang pendidikan, yaitu 2 Dosen Pendidikan Teknik
Elektronika Fakultas Teknik UNY. Dosen-dosen tersebut adalah
Suparman, M.Pd sebagai Expert Judgment 1 dan Slamet, M.Pd sebagai
Expert Judgment 2. Dari uji yang dilakukan kepada Expert Judgment 1
dilakukan perbaikan mengenai konstruksi kalimat dan konteks materi
yang dimaksudkan dalam pernyataan. Sedangkan dari Expert Judgment
2 dilakukan perbaikan : 1) adanya perbaikan redaksi pada item-item
instrumen, 2) Dibedakan antara nama modul teksnya dengan nama alat
peraganya. Setelah dilakukan perbaikan, oleh para Expert Judgment,
instrumenpenelitian yang terdiri dari instrumen untuk ahli materi,
instrumen untuk ahli media dan untuk pengguna, dinyatakan layak
untuk digunakan sebagai instrumen penelitian. Pernyataan validasi
instrumen terlampir sebagai lampiran.
b. Uji Kelayakan dan Reliabilitas Instrumen
Sebelum melakukan evaluasi kepada mahasiswa, instrumen
untuk mahasiswa diuji kelayakan dan reliabilitasnya pada mahasiswa
kelas A S1 P.T. Elektronika. Instrumen yang digunakan berupa angket,
86
sehingga digunakan rumus Alpha untuk menguji reliabilitas
instrumen.Perhitungan yang digunakan pada penelitian ini adalah
perhitungan menggunakan bantuan komputer dengan program SPSS.
Tabel 13. Uji Kelayakan Instrumen
Tabel 14. Case Processing Summary
N %
Cases Valid 10 50,0 Excluded(a)
10 50,0
Total 20 100,0 a Listwise deletion based on all variables in the procedure.
Tabel 15. Reliability Statistics
Cronbach's
Alpha
N of
Items
,824 19
Berdasarkan data uji kelayakan di atas didapatkan skor kelayakan sebesar
83,03% sehingga masuk kategori SANGAT LAYAK. Sedangkan
berdasarkan program SPSS validitas instrumen tersebut diketahui
koefisien reliabilitas bernilai 0,824 dan apabila diinterpretasikan koefisien
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Mahasiswa 1 4 4 4 3 4 4 4 4 4 3 3 4 3 3 4 4 4 4 4 71 3,74 93,42
Mahasiswa 2 4 3 4 3 4 4 4 3 3 3 3 4 3 3 3 4 3 3 3 64 3,37 84,21
Mahasiswa 3 3 3 3 3 3 3 4 4 3 2 3 4 3 3 2 3 3 4 3 59 3,11 77,63
Mahasiswa 4 3 3 4 3 3 3 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 64 3,37 84,21
Mahasiswa 5 3 3 3 3 2 3 3 3 3 4 2 3 3 4 3 2 3 4 4 58 3,05 76,31
Mahasiswa 6 2 3 2 1 4 3 3 2 4 1 2 3 2 4 3 3 3 2 4 51 2,68 67,1
Mahasiswa 7 4 3 4 3 3 3 4 3 3 4 4 3 3 3 3 3 3 3 4 63 3,31 82,89
Mahasiswa 8 4 4 3 4 4 4 3 4 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 3 70 3,68 92,1
Mahasiswa 9 3 3 4 3 4 3 3 4 3 4 4 3 4 3 4 3 3 3 3 64 3,37 84,21
Mahasiswa 10 4 4 3 4 3 3 4 3 3 3 3 4 3 4 4 4 4 3 4 67 3,53 88,15
63,1 3,32 83,02
Butir InstrumenTotal Mean % Item
Skor Kelayakan Keseluruhan
87
alpha menurut Suharsimi Arikunto (2009:245), maka termasuk dalam
kategori Sangat Tinggi.
4. Instrumen Kelayakan Pengunaan Media Pembelajaran
Instrumen penerapan media pada pembelajaran meliputi aspek
tampilan, teknis, dan kemanfaatan. Instrumen ini ditujukan untuk peserta
didik. Kisi-kisi instrumen pada proses pembelajaran dengan peserta didik
dapat dilihat pada Tabel 16. Instrumen ini nantinya akan diberikan untuk
mahasiswa jurusan P.T.Elektronika.
Tabel 16. Kisi-kisi Instrumen untuk peserta didik
No. Aspek Indikator Butir
1 Tampilan
Media
Ukuran komponen 1
Ukuran media 2
Tata letak komponen 3
Ukuran dan bentuk tulisan 4
Penempatan tulisan 5
Kejelasan komponen penampil 6
Kerapian jalur PCB 7
Kerapian keseluruhan 8
Daya tarik tampilan keseluruhan 9
2
Teknis
Kemudahan Penyambungan 10
Kemudahan Pengoperasian 11
Tingkat Keamanan 12
Kemudahan Pengaksesan 13
3
Materi
Kesesuaian Materi dan Media 14
Mempermudah pemahaman materi 15
Kelengkapan Materi 16
4 Kemanfaatan Mempermudah Proses Pembelajaran 17
Meningkatkan Motivasi 18
Meningkatkan Perhatian 19
88
F. Teknik Analisis Data
Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif yang bersifat
developmental sehingga dalam penelitian ini tidak dimaksudkan untuk
menguji hipotesis tertentu, tetapi hanya menggambarkan apa adanya tentang
suatu keadaan (Arikunto (2009: 109). Teknis analisa data yang dilakukan pada
tahap pertama adalah menggunakan deskriptif kualitatif yaitu memaparkan
produk media hasil rancangan media pembelajaran setelah diimplementasikan
dalam bentuk produk jadi dan menguji tingkat kelayakan produk. Tahap kedua
menggunakan deskriptif kuantitatif, yaitu memaparkan mengenai kelayakan
produk untuk diimplementasikan pada standar kompetensi Mengoperasikan
Rangkaian Mikrokontroler pada Jurusan P.T. Elektronika.
Data kualitatif yang diperoleh kemudian diubah menjadi data
kuantitatif dengan menggunakan skala Likert. Skala Likert memiliki gradasi
dari sangat positif sampai sangat negatif yang dapat diwujudkan dalam
beragam kata-kata. Tingkatan bobot nilai yang digunakan sebagai skala
pengukuran adalah 4, 3, 2, 1.
Dari data instrumen penelitian, kemudian dengan melihat bobot tiap
tanggapan yang dipilih atas tiap pernyataan, selanjutnya menghitung skor rata-
rata hasil penilaian tiap komponen Media Pembelajaran Robot Line Follower
PID dengan menggunakan rumus:
X =
n
X
89
Keterangan:
= skor rata-rata
N = jumlah penilai
= skor total masing-masing penilai
Rumus perhitungan persentase skor ditulis dengan rumus berikut :
Gambar 23. Skor kelayakan secara kontinum
Selanjutnya, kategori kelayakan digolongkan menggunakan skala sebagai
berikut:
Tabel 17. Tabel Kategori Kelayakan berdasarkan Rating Scale
No. Skor dalam Persen (%) Kategori
Kelayakan
1 0% - 25% Tidak Layak
2 >25% - 50% Kurang Layak
3 >50% - 75% Layak
4 >75% - 100% Sangat Layak
X
X
90
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Hasil Desain
Hasil desain adalah tahapan rancangan media pembelajaran
berupa hardware Robot Line Follower dan modul yang berisi materi
pembelajaran mikrokontroler.
a. Desain Hardware
Desain hardware merupakan rancangan dari trainer Robot Line
Follower yang berupa rangkaian elektronik dan mekanik. Trainer ini
terdiri dari 3 buah board rangkaian elektronik, untuk mempermudah
dalam pengidentifikasian maka setiap board diberi nama ( identitas ).
Berikut ini adalah deskripsi dari masing-masing board :
1) Microcontroller Unit (MCU Board)
Merupakan board utama dari mikrokontroler ATMega yang
terdiri dari sistem minimum mikrokontroler ATMega32, sistem
USB downloader HID Bootloader, simulasi input sederhana
berupa 6 buah push button, display LCD, expansi Port
mikrokontroler, komunikasi serial, power supply 5 volt
menggunakan IC regulator 7805. Pada rangkaian ini juga
disediakan port ekspansi untuk antarmuka dengan modul lainnya.
91
2) Line Sensor (Sensor Garis)
Board ini merupakan bagian modul yang berfungsi membaca
garis atau litasan robot dengan mengunakan sensor photodioda
dan LED. Board ini terdiri dari 16 sensor photodioda, 16 LED, 2
transistor BD139 sebagai switcing sensor dan resistor-resistor.
Rangkaian ini terhubung dengan microcontroller unit dengan
kabel dan soket penghubung.
3) Driver Motor (Dual H-Bridge MosFet)
Board in merupakan bagian modul yang berfungsi sebagia kendali
motor DC. Board ini terdiri dari 4 P-Chanel Mosfet, 4 N-Chanel
Mosfet, 4 buah optocopler, IC TTL NOT, Dioda dan resistor.
Rangkaian ini terhubung dengan microcontroller unit dengan
kabel dan soket penghubung.
b. Desain Modul/Jobsheet
Modul disusun sesuai dengan kompetensi pembelajaran
mikrokontroler. Modul berisi materi mikrokontroler AVR,
penjelasan secara urut bagian-bagian penyusun robot, langkah-
langkah pembuatan line follower robot beserta algoritma
pemrogramannya. Penggunaan modul dimaksudkan untuk
mempermudah mahasiswa dan pengajar dalam melakukan
pembelajaran mikrokontroler.
92
2. Hasil Implementasi
Implementasi merupakan proses perwujudan dari rancangan media ke
dalam bentuk yang sebenarnya. Berdasarkan rancangan implementasi ini
terdiri dari produk trainer dan modul.
a. Implementasi Trainer
Proses pembuatan hardware merupakan pembuatan trainer line
follower robot. Langkah ini dimulai dari tahap perancangan sampai
perakitan rangkaian, yaitu pemasangan komponen-komponen penyusun
rangkaian ke dalam PCB. Dari perancangan rangkaian kemudian
diwujudkan dalam bentuk hardware sesuai kebutuhan. Implementasi
dari konsep rancangan trainer menghasilkan beberapa rangkaian yaitu
microcontroller unit ATMega32, sensor garis dan driver motor DC.
Keseluruhan hasil implementasi merupakan suatu komponen
penyusun dari sebuah line follower robot. Rangkaian antar modul
dibuat secara terpisah sehingga dapat diketahui bagian-bagian setiap
modul beserta fungsinya. Berikut ini adalah hasil dari implementasi
bentuk modul pada trainer line follower robot.
93
PB
0/T0/XCK
1
PB
1/T12
PB
2/AIN
0/INT2
3
PB
3/AIN
1/OC
04
PB
4/SS5
PB
5/MO
SI6
PB
6/MISO
7
PB
7/SCK
8
RE
SET
9
XTA
L212
XTA
L113
PD
0/RXD
14
PD
1/TXD15
PD
2/INT0
16
PD
3/INT1
17
PD
4/OC
1B18
PD
5/OC
1A19
PD
6/ICP1
20
PD
7/OC
221
PC
0/SCL
22
PC
1/SDA
23
PC
2/TCK
24
PC
3/TMS
25
PC
4/TDO
26
PC
5/TDI
27
PC
6/TOS
C1
28
PC
7/TOS
C2
29
PA
7/ADC
733
PA
6/ADC
634
PA
5/ADC
535
PA
4/ADC
436
PA
3/ADC
337
PA
2/ADC
238
PA
1/ADC
139
PA
0/ADC
040
AR
EF32
AV
CC
30
U1
ATM
EG
A32
33p33p
16MH
z
IRF9530
IRF540
IRF540
IRF9530
4k7
12
64
PC
817
12
64
PC
817
4k7
330330
34
7414
B+
IN1
IN2
12
7414R
ESET
10k
VC
C
VC
C
B2B1B0D
7
C0
C1
D714
D613
D512
D411
D310
D29
D18
D07
E6
RW5
RS4
VSS1
VDD2
VEE3
LM016L
VC
C
45%
100k
C7
B5B7B6B3B4
A0A1A2A3A4A5A6A7B0B1B2B3B4B5B6B7
C0
C1
C2 (S
0)
C3 (S
1)
C4
C5
C6
C7
D0
D1
D2
D3 (IN
1)
D4 (IN
2)
D5 (IN
3)
D6 (IN
4)
D7
LEDS
ensor
BD
139
330
10k
A0
+5V
LEDS
ensor
10k
A1
LEDS
ensor
10k
A2
LEDS
ensor
10k
A3
LEDS
ensor
10k
A4
LEDS
ensor
10k
A5
LEDS
ensor
10k
A6
LEDS
ensor
10k100
A7
S0
VI
1V
O3
GND2
7806
C828
TIP31
VC
C7V
-12V
ON
/OFF
B+
VC
C1
D+
3
D-
2
GN
D4
J1US
BC
ON
N
10k
100nF100nF
220uF/16v220uF/16v
DIO
DE
100
100
3V63V6
VC
C
D0
D1
BO
OT
IRF9530
IRF540
IRF540
IRF9530
4k7
12
64
PC
817
12
64
PC
817
4k7
330330
1312
7414
B+
IN3
IN4
56
7414
LEDS
ensor
BD
139
330
10k
A0
+5V
LEDS
ensor
10k
A1
LEDS
ensor
10k
A2
LEDS
ensor
10k
A3
LEDS
ensor
10k
A4
LEDS
ensor
10k
A5
LEDS
ensor
10k
A6
LEDS
ensor
10k100
A7
S1
Gambar 24. Schematic Robot Line Follower
94
1) Microcontroller Unit (MCU Board)
Berikut adalah gambar PCB dan komponen pada Microcontroller
Unit :
Gambar 25. Layout PCB Microcontroller Unit
Gambar 26. Realisasi PCB Microcontroller Unit (MCU)
95
2) Line Sensor (Sensor Garis)
Berikut adalah gambar PCB dan komponen pada Line Sensor :
Gambar 27. Layout PCB Line Sensor (Sensor Garis)
Gambar 28. Realisasi PCB Line Sensor (Sensor Garis)
96
3) Driver Motor (Dual H-Bridge MosFet)
Gambar 29. Layout PCB Driver Motor
Gambar 30. Hardware Driver Motor
b. Implementasi Modul
Modul diimplementasikan dengan membukukan kumpulan materi
yang telah digunakan dalam pembuatan line follower robot. Kumpulan
materi dibagi dalam bentuk dua modul pembuatan line follower robot
97
yaitu modul teori dan praktek pemograman. Dalam modul dijelaskan
bagian-bagian penyusun robot, langkah-langkah pembuatan line
follower robot beserta algoritma pemrogramannya. Materi yang dibahas
dalam modul ini meliputi dasar mikrokontroler dan robotika,
microcontroller unit, line Sensor (Sensor Garis), Driver Motor (Dual
H-Bridge MosFet), algoritma pergerakan robot, dasar pemograman
mikrokontroler dengan bahasa C dan pembuatan source code program
dengan CodeVision AVR. Hasil implementasi modul dapat dilihat pada
gambar berikut :
Gambar 31. Modul Media Pembelajaran Robot Line Follower
98
3. Hasil Pengujian Unjuk Kerja Media Pembelajaran
Pengujian media pembelajaran ini dilakukan dengan
menggabungkan seluruh modul rangkaian yang telah dibuat menjadi satu
buah bentuk line follower robot. Proses pengujian dengan cara menguji
cobakan robot dalam melintasi garis atau jalur yang telah dibuat
berdasarkan kriteria jalur yang telah disesuaikan dengan modul.
Tujuan pengujian ini adalah untuk mengetahui kinerja media pembelajaran
apakah sudah sesuai dengan rancangan atau tidak. Jika robot diletakkan di
atas garis hitam maka robot harus dapat mengikuti alur garis yang dibuat.
Alur garis yang akan dibuat adalah berupa garis lurus dengan
lebar 1,5cm, garis putus-putus, Sudut 90 sampai 45 derajat.
Gambar 32. Konfigurasi Pembacaan Sensor
99
Gambar 33. Uji coba Robot Pada Garis Lurus
Pada garis lurus maka robot akan bergerak dengan PWM motor kanan dan
kiri dengan kecepatan yang sama, sehingga robot bergerak lurus.
Gambar 34. Uji coba Robot Pada Garis terhadap Posisi Sensor dengan
PWM Motor
100
Pada kondisi garis melengkung maka kecepatan LPWM dan RPWM
motor akan otomatis menyesuaikan perubahan kondisi garis berdasarkan
posisi atau kondisi sensor yang di kalkulasi dengan rumus PID kontrol,
sehingga pergerakan robot akan terus menyesuaikan set point 0 yaitu posisi
tengah sensor.
Gambar 35. Uji coba Robot Pada Garis Putus-Putus
Pada kondisi garis putus-putus maka robot akan berjalan lulus dengan
PWM L-R yang sama.
Gambar 36. Uji coba Robot pada Garis Siku Kanan
101
Ketika kondisi robot pada garis siku sensor depan samping kana
terkena garis maka LPWM robot akan lebih cepat bahkan sampai 255
sedangkan RPWM akan lebih lambat hingga minus atau mundur, sehingga
robot akan bergerak cepat ke kanan hingga menemukan garis.
Gambar 37. Uji Coba Robot pada Garis Sudut Lancip 45 Derajat
Ketika kondisi robot pada garis lancip 45 derajat sensor depan
samping kana terkena garis maka LPWM robot akan lebih cepat
bahkan sampai 255 sedangkan RPWM akan lebih lambat hingga minus
atau mundur, sehingga robot akan bergerak cepat ke kanan hingga
menemukan garis.
Dari beberapa hasil pengujian unjuk kerja trainer line follower
robot didapatkan data hasil pembacaan sensor dan pergerakan motor
102
berdasarkan kondisi garis yang dilalui. Besar kecepatan maksimum
yang dihasilkan mikrokontroler adalah 255 dan minimum -255
(mundur). Nilai PWM yang dihasilkan untuk memutar motor adalah
linier variable terhadap besar error posisi sensor dan kalkulasi oleh PID
kontrol. Beberapa data kondisi sensor dan pergerakan motor disajikan
dalam beberapa tabel berikut ini:
Tabel 18. Kalkulasi PWM berdasarkan Error Sensor dengan PID pada
Sampel Setting Proporsional =12, Integral = 0 dan Deverensial = 30
Error P I D Speed Move L R LPWM RPWM
-11 12 0 30 110 -462 -352 572 -255 255
-9 12 0 30 110 -378 -268 488 -255 255
-7 12 0 30 110 -294 -184 404 -184 255
-5 12 0 30 110 -210 -100 320 -100 255
-3 12 0 30 110 -126 -16 236 -16 236
-2 12 0 30 110 -84 26 194 26 194
-1 12 0 30 110 -42 68 152 68 152
0 12 0 30 110 0 110 110 110 110
1 12 0 30 110 42 152 68 152 68
2 12 0 30 110 84 194 26 194 26
3 12 0 30 110 126 236 -16 236 -16
5 12 0 30 110 210 320 -100 255 -100
7 12 0 30 110 294 404 -184 255 -184
9 12 0 30 110 378 488 -268 255 -255
11 12 0 30 110 462 572 -352 255 -255
4. Hasil Validasi Media Pembelajaran
Tahap pengujian terhadap tingkat validitas penggunaan media dalam
pembelajaran mata pelajaran teknik kontrol dilakukan dengan uji validasi
yang meliputi validasi isi (content validity) dan validasi konstrak
(construct validity). Data validasi isi diperoleh dari ahli materi dan data
103
validasi konstrak diperoleh dari ahli media pembelajaran. Ahli materi
adalah dosen yang dianggap telah ahli dalam materi pembelajaran
mikrokontroler, sedangkan ahli media pembelajaran adalah dosen yang
dianggap telah ahli dalam media pembelajaran.
Sebelum ahli materi dan ahli media pembelajaran mengisi angket
yang ada, maka diadakan demo terhadap media berupa trainer Robot Line
Follower. Disamping mendemokan media kepada ahli materi dan ahli
media pembelajaran menerima modul pembelajaran yang berisikan
pembelajaran mikrokontroler pemrograman mikrokontroler. Modul
tersebut dikonsultasi kepada ahli materi dan ahli media hingga dianggap
layak.
Setelah demo media dilakukan maka ahli media pembelajaran dan
ahli materi dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan pada angket yang
dibagikan. Dari sini data mengenai kelayakan penggunaan media dalam
pembelajaran mikrokontroler didapat. Saran yang ada pada instrumen
digunakan sebagai bahan pertimbangan perbaikan media lebih lanjut.
Adapun data penelitian terdapat pada lampiran.
a. Hasil Uji Validasi Isi (Content Validity)
Hasil uji validasi ini berupa angket penilaian ahli robotika sebagai ahli
materi, penilaian ditinjau dari dua aspek yaitu aspek kualitas materi dan
kemanfaatan. Persentase data penilaian ahli materi pembelajaran
disajikan dalam tabel di bawah ini.
104
Tabel 19. Hasil Uji Validasi Ahli Materi
No. Indikator ∑ Max
Validator ∑
∑
Rer
ata
% Kategori Kdr Eko
1 Kualitas Materi 60 47 58 105 3,5 87,5 Sangat
Layak
2 Kemanfaatan 12 9 12 21 3,5 87,5 Sangat
Layak
Keseluruhan 72 56 70 126 3,5 87,5 Sangat
Layak
Data di atas dapat diwujudkan dalam bentuk diagram batang sebagai
berikut.
Gambar 38. Persentase Validasi Ahli Materi
Dari grafik diagram batang diatas diperoleh data bahwa ditinjau dari
aspek materi memperoleh persentase 87,5 %, sedangkan dari aspek
kemanfaatan memperoleh persentase 87,5 %. Secara keseluruhan
tingkat validasi materi pada modul line follower robot sebagai media
pembelajaran pada mata kuliah mikrokontroler jurusan P.T. Elektronika
UNY adalah 87,5 %. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa
0
20
40
60
80
100
Kualitas Materi Kemanfaatan
Persentase (%)
87,5% 87,5%
105
validasi materi pada media pembelajaran ini adalah sangat layak
digunakan.
Berikut adalah beberapa saran atau komentar yang diberikan oleh
ahli materi saat uji validasi ahli materi dilakukan :
1. Informasi tentang fusebit diperlengkap karena bila terjadi
kesalahan setting fusebit mikrokontroler bisa rusak.
2. Penerapan PID diperjelas terutama perubahan PID analog ke
PID digital.
3. Operasional ADC dibuat lengkap sehingga tahu fungsi-fungsi
yang sebenarnya.
4. Bedakan antara perintah if, if....else dan if... if..else if.
5. Arsitektur mikrokontroler lebih diperjelas.
6. Tambahan penjelasan tentang fungsi bertipe void (prosedur)
dengan fungsi non void.
7. Struktur bahasa C mohon diperjelas.
8. Berikan keterbatasan modul.
b. Hasil Uji Validasi Konstrak (Constuct Validity)
Hasil uji validasi konstrak berupa angket penilaian untuk ahli media
pembelajaran. Angket penilaian ahli media pembelajaran ini ditinjau
dari tiga aspek yaitu aspek yaitu (1) aspek keefektifan desain tampilan,
(2) aspek teknis dan (3) aspek kemanfaatan. Persentase data penilaian
untuk ahli media pembelajaran disajikan dalam tabel berikut ini.
106
Tabel 20. Hasil Uji Validasi Ahli Media
No. Indikator ∑
Max
Validator ∑
∑
Rer
ata
% Kategori Mun Adi
1 Aspek Tampilan 36 35 34 69 3,83 95,83 Sangat Layak
2 Aspek Teknis 32 32 28 60 3,75 93,75
Sangat Layak
3 Aspek
Kemanfaatan 24 24 22
46 3,83 95,83
Sangat Layak
Keseluruhan 92 91 84 175 3,80 95,14 Sangat Layak
Data di atas dapat diwujudkan dalam bentuk diagram batang sebagai
berikut.
Gambar 39. Persentase Validasi Ahli Media
Dari grafik diagram batang di atas dapat diperoleh data dari sisi
keefektifan desain tampilan media pembelajaran ini memperoleh
persentase 95,83 %, dari sisi teknis memperoleh 93,75 % dan dari sisi
kemanfaatan memperoleh 95,83 %. Dari perolehan tiga aspek yang
dinilai secara keseluruhan tingkat validasi ahli Media pada modul line
follower robot sebagai media pembelajaran pada mata kuliah
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Aspek Tampilan Aspek Teknis Aspek Kemanfaatan
95,83 93,75 95,83
Persentase (%)
107
mikrokontroler jurusan P.T. Elektronika UNY adalah 95,14 %. Dengan
demikian dapat disimpulkan bahwa validasi media pada media
pembelajaran ini adalah sangat layak digunakan.
Berikut adalah beberapa saran atau komentar yang diberikan oleh
ahli media saat uji validasi ahli media dilakukan :
1) Tempat baterai mohon dibuat.
2) Ada baiknya setiap unit kerja diberikan warna yang berbeda agar
pengguna lebih mudah membedakan bagian-bagian yang
membangun media.
c. Hasil Uji Pemakaian Media Pembelajaran oleh Mahasiswa
Pengujian pemakai produk adalah pengujian yang dilakukan kelas
B prodi Teknik Elektronika D3 angkatan 2010 semester 7 UNY dengan
jumlah mahasiswa 21 orang melakukan penilaian terhadap aspek
tampilan, teknis, materi dan kemanfaatan. Penilitian bertujuan untuk
mendapatkan data kelayakan media. Para mahasiswa juga memberikan
saran dan komentar umum, namun dalam hal ini hasil dari penelitian
merupakan hasil akhir dari penelitian sehingga tidak dilakukan revisi
kembali. Berikut adalah hasil pengujian skala besar pada mahasiswa
kelas B prodi Teknik Elektronika D3 angkatan 2010 semester 7,
Universitas Negeri Yogyakarta.
108
Tabel 21. Data Hasil Pemakaian Media Pembelajaran oleh Mahasiswa
No Mahasiswa
Butir 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
1 4 4 4 3 3 3 3 3 4 3 3 3 4 3 3 4 4 3 4 3 4
2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 3 4 3 3 4 3 3 3 4
3 4 4 4 4 4 4 4 3 3 4 3 4 3 3 2 3 4 3 4 4 3
4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 3 4 4 4 3
5 3 4 4 3 3 3 4 3 3 3 4 4 3 3 4 3 3 2 3 3 4
6 4 4 4 3 4 3 3 3 3 4 3 3 3 4 2 3 4 4 3 3 2
7 4 4 4 4 4 3 3 3 4 2 2 3 2 3 3 4 3 3 3 2 3
8 3 3 3 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2
9 4 4 4 4 4 3 3 3 4 4 3 4 3 3 3 3 3 4 3 3 3
10 4 3 3 3 3 3 4 4 3 3 4 4 4 3 4 2 3 3 4 2 2
11 4 3 3 3 3 3 3 4 3 3 3 3 4 3 3 2 3 3 4 3 3
12 3 4 4 3 3 4 4 2 3 4 3 3 3 3 3 2 4 3 3 3 3
13 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 3 3 3 3 4 3 3 3 4
14 3 4 4 3 3 3 3 2 3 2 4 4 3 3 3 4 4 4 3 3 4
15 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 4 3 3 3 4 4 4 3 3 3 4
16 3 3 3 3 4 3 4 3 3 3 3 4 3 2 3 4 4 4 4 2 4
17 4 4 4 4 3 3 3 3 3 4 4 4 3 3 3 4 4 4 3 4 3
18 4 3 3 4 3 3 3 3 3 3 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
19 4 4 4 4 3 3 3 3 4 3 4 3 3 3 3 4 3 3 3 4 3
Berdasarkan data pengujian pemakaian skala besar yang dilaksanakan
pada pada mahasiswa kelas B prodi Teknik Elektronika D3 angkatan
2010 semester 7, Universitas Negeri Yogyakarta, didapat hasil
persentase penilaian kelayakan media sebesar 81,87%, dengan
demikian persentase kelayakan media menurut Arikunto (1996:224)
termasuk dalam kategori sangat layak untuk digunakan sebagai media
pembelajaran.
Berikut adalah hasil penghitungan kategori kelayakan media
berdasarkan hasil penilaian User / Pengguna :
109
Tabel 22. Persentase Hasil Ujicoba Pemakaian Tiap Indikator
No. INDIKATOR
Score
Jumlah Max Rerata Persentase %
Aspek Tampilan Media
1 Ukuran komponen 72 84 3,43 85,71
2 Ukuran media 67 84 3,2 79,76
3 Tata letak komponen 74 84 3,52 88,09
4 Ukuran dan bentuk tulisan 66 84 3,14 78,57
5 Penempatan tulisan 69 84 3,29 82,14
6 Kejelasan komponen penampil 69 84 3,28 82,14
7 Kerapian jalur PCB 66 84 3,14 78,57
8 Kerapian keseluruhan 63 84 3 75
9 Daya tarik tampilan keseluruhan 72 84 3,43 85,71
Aspek Teknis rata2 81,75
10 Kemudahan Penyambungan 68 84 3,24 80,95
11 Kemudahan Pengoperasian 66 84 3,14 78,57
12 Tingkat Keamanan 67 84 3,19 79,76
13 Kemudahan Pengaksesan 70 84 3,33 83,33
Aspek Materi rata2 80,65
14 Kesesuaian Materi dan Media 69 84 3,28 82,14
15 Mempermudah pemahaman
materi 67 84 3,19 79,76
16 Kelengkapan Materi 69 84 3,28 82,14
Aspek Kemanfaatan rata2 81,34
17 Mempermudah Proses
Pembelajaran 74 84 3,52 88,09
18 Meningkatkan Motivasi 66 84 3,14 78,57
19 Meningkatkan Perhatian 71 84 3,38 84,52
Rata-rata Aspek manfaat 83,73
RATA-RATA TOTAL 1305 3264 3,27 81,87
Berikut merupakan penghitungan kategori kelayakan media
berdasarkan hasil penilaian User / Pengguna, ditinjau dari setiap
aspek :
110
Tabel 23. Kategori Skor Tanggapan Pengguna Dari Tiap Aspek
No. Indikator
Score
Jumlah Max Rerata % Kategori
1 Aspek Tampilan 618 756 3,27 81,75 Sangat Layak
2 Aspek Teknis 271 336 3,23 80,65 Sangat Layak
3 Aspek Materi 205 252 3,25 81,34 Sangat Layak
4 Aspek Kemanfaatan 211 252 3,35 83,73 Sangat Layak
Keseluruhan 1305 1596 3,275 81,87 Sangat Layak
Jika hasil penghitungan kategori kelayakan produk,
berdasarkan hasil penilaian ahli materi yang ditinjau dari setiap
aspek digambarkan kedalam bentuk diagram batang, maka akan
digambarkan seperti berikut :
Gambar 40. Diagram batang skor tanggapan User/Pengguna
B. Pembahasan
Pembahasan pada penelitian ditujukan pada poin permasalahan yang
diangkat dalam rumusan masalah. Permasalahan itu selanjutnya dibahas satu
per satu sesuai dengan hasil data yang telah diperoleh selama penelitian.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Tampilan Teknis Materi Kemanfaatan
81,7% 80,6% 81,3% 83,7%
111
Berikut ini penjelasan pembahasan masing-masing poin yang diangkat dalam
rumusan masalah pada penelitian ini.
1. Desain Trainer dan Modul Robot Line Follower PID sebagai media
pembelajaran.
Media pembelajaran ini dirancang sesuai dengan kompetensi dasar
mata kuliah mikrokontroler yang diaplikasikan pada sebuah trainer dan
modul robot line follower. Kompetensi yang diharapkan dalam pembuatan
trainer line follower robot meliputi Microcontroller Unit (MCU Board),
Line Sensor (Sensor Garis), Driver Motor (Dual H-Bridge MosFet),
mekanik. Sedangkan kompetensi yang diharapkan dalam pembuatan
modul mikrokontroler adalah mikrokontroler AVR, pemrograman
mikrokontroler dan aplikasinya dengan mengunakan trainer robot line
follower. Beberapa kompetensi tersebut merupakan satu kesatuan yang
apabila digabungkan akan tercipta sebuah media pembelajaran line
follower robot.
Microcontroller Unit (MCU Board) merupakan board utama dari
mikrokontroler ATMega yang terdiri dari sistem minimum mikrokontroler
ATMega32, sistem USB downloader HID Bootloader, simulasi input
sederhana berupa 6 buah push button, display LCD, expansi Port
mikrokontroler, komunikasi serial, power supply 5 volt menggunakan IC
regulator 7805. Pada rangkaian ini juga disediakan port ekspansi untuk
antarmuka dengan modul lainnya. Line Sensor (Sensor Garis) board ini
merupakan bagian modul yang berfungsi membaca garis atau litasan robot
112
dengan mengunakan sensor photodioda dan LED. Board ini terdiri dari 16
sensor photodioda, 16 LED, 2 transistor BD139 sebagai switcing sensor
dan resistor-resistor. Rangkaian ini terhubung dengan microcontroller unit
dengan kabel dan soket penghubung. Driver Motor (Dual H-Bridge
MosFet) Board in merupakan bagian modul yang berfungsi sebagia
kendali motor DC. Board ini terdiri dari 4 P-Chanel Mosfet, 4 N-Chanel
Mosfet, 4 buah optocopler, IC TTL NOT, Dioda dan resistor. Rangkaian
ini terhubung dengan microcontroller unit dengan kabel dan soket
penghubung. Trainer diberi label nama cetak pada board PCB berisi
keterangan mengenai komponen dan bagian media agar mudah di
mengerti.
Untuk mempermudah dalam proses pembuatan robot maka
didampingi dengan sebuah modul panduan yang menjelaskan mengenai
teori-teori mengenai berbagai kompetensi yang disebutkan di atas. Modul
menerangkan cara pembuatan hardware dan mekanik robot beserta cara
pemrograman algoritma robot agar dapat bekerja sesuai dengan tujuan.
Modul disusun sesuai dengan kompetensi yang diharapkan yaitu berisi :
Konsep dasar-dasar perancangan perangkat keras dan perangkat lunak
mikrokontroler AVR, Perancangan Hardware dan Mekanik Robot Line
Follower, Algoritma Pergerakan Robot Line Follower, Dasar Pemograman
Bahasa C AVR, Pemrograman Input/Output mikrokontroler, Pemrograman
Liquid Crystal Display, Pemrograman Motor DC, Membuat Menu
113
Program Setting, Pembacaan Sensor Garis dengan Internal ADC, PWM
Motor Controller, Aplikasi Robot Line Follower dengan Kendali PID.
2. Unjuk kerja Robot Line Follower PID sebagai media pembelajaran
mikrokontroler.
Dari hasil pengujian yang dilakukan pada trainer line follower
robot sebagai media pembelajaran maka diperoleh uraian unjuk kerja dari
setiap komponen penyusun pada media pembelajaran. Pengujian dilakukan
dengan tegangan sumber 11,1 VDC, 850mAH baterai LI-PO robot
mampu berjalan selama +30 menit. Unjuk kerja dari setiap bagian yang
terdapat pada media pembelajaran adalah sebagai berikut:
a. Line Sensor (Sensor Garis) dapat bekerja mendeteksi garis pada lintasan
robot. Output sensor dapat menghasilkan logika tinggi apabila sensor
berada diatas permukaan yang berwarna putih. Sebaliknya output
sensor akan menghasilkan logika rendah apabila sensor berada pada
permukaan yang gelap. Output sensor garis diteruskan ke ADC
mikrokontroler berupa sinyal tegangan sensor yang reaktif terhadap
pantulan cahaya yang dipantulkan oleh LED dan diterima photodioda
terhadap warna permukaan lintasan.
b. Sistem minimum mikrokontroler dapat bekerja mengolah sinyal
masukan dari rangkaian ADC sensor photodioda yang dengan
pengolahan ADC sensor mikrokontroler dirubah menjadi logic 0/1
variabel sensor. Variabel sensor menjadi parameter error untuk
114
kalkulasi PID dengan output sinyal keluaran berupa pulsa PWM untuk
menggerakkan motor DC.
c. Driver motor DC mampu bekerja menguatkan sinyal masukan dari
mikrokontroler yang masih lemah sehingga dapat memutar motor DC
pada roda.
Secara keseluruhan apabila setiap komponen disusun menjadi satu
kesatuan akan menjadi line follower robot. Dari beberapa hasil pengujian
unjuk kerja trainer line follower robot didapatkan data hasil pergerakan
motor berdasarkan kondisi garis yang dilalui : robot mampu berjalan
mengikuti garis berwarna hitam dengan tingkat kestabilan paling tinggi
adalah pada garis dengan lebar 1cm sampai 2cm, robot mampu bergerak
stabil mengikuti garis dengan range sudut 180 derajat (lurus) hingga
lintasan dengan sudut 45 derajat, kecepatan robot mampu bekerja dengan
kecepatan PWM maksimum yang dihasilkan mikrokontroler adalah 255
dan minimum -255 (mundur) dan nilai PWM yang dihasilkan untuk
memutar motor adalah linier variable terhadap besar error posisi sensor
dan kalkulasi oleh PID kontrol.
Modul pendamping terdiri dari 151 halaman yang menerangkan materi
tentang mikrokontroler dan pembuatan robot line follower. Modul
mempermudah mahasiswa dalam belajar mengaplikasikan pembelajaran
mikrokontroler dengan trainer robot line follower. Mahasiswa dapat
berperan aktif dalam proses pembuatan robot dan mudah memahami
penggunaan mikrokontroler AVR terutama pemogramannya.
115
3. Tingkat kelayakan Robot Line Follower PID sebagai media
pembelajaran mikrokontroler di Jurusan PT Elektronika, FT, UNY.
Untuk mendapatkan data tingkat kelayakan media pembelajaran
dilakukan konsultasi dengan cara Expert Judgment dengan para ahli
bidang robotika. Tujuan dari Expert Judgment adalah untuk mendapatkan
validasi dan saran sehingga diperoleh tingkat kelayakan media
pembelajaran. Hasil validasi media pembelajaran adalah sebagai berikut:
a. Validasi Isi (Content Validity)
Uji validasi isi dibagi menjadi dua aspek penilaian yaitu kualitas
materi dan kemanfaatan. Berdasarkan hasil penelitian perolehan
persentase aspek kualitas materi sebesar 87,5%, sedangkan aspek
kemanfaatan memperoleh 87,5%. Dari kedua aspek tersebut didapatkan
persentase keseluruhan dari validasi isi materi yaitu sebesar 87,5%.
Dengan demikian tingkat validasi isi Robot Line Follower PID sebagai
media pembelajaran mikrokontroler di Jurusan PT Elektronika, FT,
UNY dikatagorikan sangat layak.
b. Validasi Konstrak (Construct Validity)
Uji validasi konstrak dibagi menjadi tiga aspek penilaian yaitu
keefektifan desain tampilan, teknis dan kemanfaatan. Berdasarkan hasil
penelitian perolehan persentase aspek keefektifan desain tampilan
sebesar 95,83%, sedangkan aspek teknis memperoleh 93,75% dan
aspek kemanfaatan memperoleh 95,83%. Dari ketiga aspek tersebut
116
didapatkan persentase keseluruhan dari validasi konstrak yaitu sebesar
95,14%. Dengan demikian tingkat validasi konstrak Robot Line
Follower PID sebagai media pembelajaran mikrokontroler di Jurusan
PT Elektronika, FT, UNY dikatagorikan sangat layak digunakan.
c. Validasi Uji Coba Pemakaian Media Pembelajaran
Tingkat validasi yang diperoleh dari hasil uji pemakaian media
pembelajaran oleh mahasiswa yang dilaksanakan kepada 21
mahasiswa, di kelas B prodi Teknik Elektronika D3 angkatan 2010
semester 7 UNY , ditinjau dari aspek tampilan mendapat persentase
sebesar 81,75 %, sedangkan untuk aspek teknis persentase yang didapat
adalah 80,65 %, persentase untuk aspek materi adalah sebesar 81,34 %
dan ditinjau dari aspek kemanfaatan persentase yang didapat adalah
sebesar 83,73 %, dengan demikian persentase kelayakan yang didapat
jika dilihat dari keseluruhan aspek, maka hasil persentase kelayakan
media adalah sebesar 81,87 %. Sehingga tingkat validasi Robot Line
Follower PID sebagai media pembelajaran mikrokontroler di Jurusan
PT Elektronika, FT, UNY adalah sangat layak untuk digunakan.
117
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Realisasi trainer robot line follower PID tersusun dari perangkat
Microcontroller Unit (MCU Board) sebagai otak pemproses pergerakan
robot, line Sensor sebagai pendeteksi garis, Driver Motor (Dual H-Bridge
MosFet) sebagai pengendali putaran motor, downloader sebagai alat
memasukan program dan mekanik robot sebagai tempat pemasangan
perangkat. Realisasi modul pendamping robot line follower terdiri dari 3 Bab
kegiatan pembejaran yaitu materi mikrokontroler, membuat robot line
follower dan algoritma pemograman mikrokontroler. Modul ini terdiri dari
151 halaman berisi materi teori, test formatif dan praktikum aplikasi
mikrokontroler dengan trainer robot line follower.
2. Unjuk kerja dari media pembelajaran Robot Line Follower PID dapat
bekerja sesuai dengan tujuannya yaitu mampu berjalan mengikuti garis
warna hitam dengan tingkat kestabilan paling tinggi pada garis dengan lebar
1cm sampai 2cm, mengikuti garis dengan range sudut 180 derajat (lurus)
hingga lintasan dengan sudut 45 derajat. Modul mempermudah mahasiswa
dalam belajar mengaplikasikan pembelajaran mikrokontroler dengan trainer
robot line follower. Mahasiswa dapat berperan aktif dalam proses pembuatan
robot dan mudah memahami penggunaan mikrokontroler AVR terutama
pemogramannya.
118
3. Tingkat kelayakan robot line follower PID sebagai media pembelajaran
dengan hasil uji validasi isi modul dari penelitian ini memperoleh persentase
87,5% sehingga dikatagorikan sangat layak. Untuk uji validasi media pada
penelitian ini memperoleh persentase 95,14% sehingga dikatagorikan
sangat layak. Pada uji pemakaian kepada mahasiswa persentase yang
didapatkan sebesar 81,87 % sehingga dikatagorikan sangat layak.
B. Saran
Untuk pengembangan media pembelajaran ini penulis memberikan
saran :
1. Modul belum menjelaskan secara detail tentang pembuatan mekanik
seperti casis, roda, rasio gear dan motor.
2. Modul diperlengkap dengan penjelasan detail tentang timer counter
dan PWM.
3. Kondisi garis yang dapat dilalui oleh robot ini belum memiliki
variasi yang lengkap sehingga perlu diberikan tambahan kondisi agar
robot dapat bekerja dengan maksimal.
4. Pengaplikasian modul dengan beraneka sensor seperti sensor suhu,
kompas, ultasonic, dan sensor lain.
119
DAFTAR PUSTAKA
Anderson, R. H. (1994). Pemilihan dan pengembangan media untuk
Pembelajaran. Jakarta: PT RajaGrafindo Perkasa.
Arikunto, S. (2009). Manajemen penelitian. Jakarta: PT Rineka Cipta.
Arsyad, A. (2011). Media pembelajaran. Jakarta: Raja Grafindo Persada.
Badarudin, M. A. d. (2011). Perencanaan pembelajaran. Bandung: Alfabeta.
Bickle, R. (2003). "DC Motor Control Systems For Robot Applications."
Retrieved 2 Agustus, 2010, from http://www.dprg.org/tutorials/2003-
10a/motorcontrol.pdf
DEPDIKNAS (2003 ). Undang-Undang Nomor 20 Tahun tentang Sistem
Pendidikan Nasional. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.
DEPDIKNAS. (2009). "Materi Pelatihan KTSP 2009." Retrieved 20 Juni, 2012,
from http://download.smkn1-
majalengka.sch.id/view.php?file=Pembelajaran/pres_model_pembelajaran.
pdf.
Ely, G. d. (1980). Teaching & Media: A Systematic Approach. New Jersie:
Pearson Education.
Ketenagaan, D. (2007). "metode_PPKP" Retrieved 27 agustus, 2010, from
http://www.ditnaga-dikti.org/ditnaga/files/PPKP-PIPS/metode_PPKP.pdf.
Leong, M. d. M. (2009). Tutorial membangun multimedia interaktif media
pembelajaran. Yogyakarta: Universitas Atma Jaya Yogyakarta.
Margono, S. (1997). Metodologi Penelitian Pendidikan. Jakarta: PT Rineka Cipta.
Miarso, Y. (2004). Menyemai Benih Teknologi Pendidikan. Jakarta: Prenada
Media.
Mufarokah, A. (2009). Strategi belajar mengajar. Yogyakarta: Teras.
Mulyasa, E. (2006). KURIKULUM BERBASIS KOMPETENSI Konsep,
Karakteristik, Implementasi dan Inovasi. Bandung: PT Remaja
Rosdakarya Offset.
Muttaqiin, M. (2010). Microcontroller Education Board Sebagai Media
Pembelajaran Pemrograman Mikrokontrol Berbasis Kompetensi untuk
Mata Pelajaran Teknik Kontrol Pada Jurusan Elektronika SMK Negeri 2
Yogyakarta. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta.
120
Prihatini, D. A. (2010). Pengembangan Multimedia Pembelajaran Interaktif Pada
Pembelajaran Pneumatik untuk Siswa Program Diklat Listrik Instalasi
Sekolah Menengah Kejuruan. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta.
Pustaka, B. (1989). Kamus Besar Bahasa Indonesia. Jakarta: Balai Pustaka.
Sadiman (2009). Media pendidikan. Jakarta: Raja Grafindo Persada.
Sadjati, I. (2003). "Rangkuman Mata Kuliah Pengembangan Bahan Ajar."
Retrieved 27 Agustus, 2011, from
http://pustaka.ut.ac.id/puslata/online.php?menu=bmpshort_detail2&ID=31
.
Setiawan, I. (2008). Kontrol PID untuk proses industri. Jakarta: Elex Media
Komputindo.
Soebhakti, H. (2007). "Line Tracking Robot Using AVR Microcontroller."
Retrieved 12 November, 2012, from
http://riwaldi_pudja.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/34432/line-
tracker-robot-avr-c.pdf.
Sugiyono (2007). Statistika untuk penelitian. Bandung: CV Alfabeta.
Sugiyono (2011). METODE PENELITIAN PENDIDIKAN (Pendekatan
Kuantitatif, Kualitatif dan R&D). Bandung: CV. Alfabeta.
Sukmadinata, N. S. (2006). Metode penelitian pendidikan. Bandung: PT Remaja
Rosdakarya.
Suprapto. (2010). "Silabus Praktikum mikrokontroler." Retrieved 20 Juni, 2011,
from
http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/3.%20Silabus%20mikrokontroller%
20AVR%202010%20Praktikum.pdf.
Widodo C.S., d. J. (2008). Panduan Menyusun Bahan Ajar Berbasis Kompetensi.
Jakarta: PT Elex Media Komputindo.
121
LAMPIRAN
122
Lampiran 1. Surat Keputusan Dekan Pengangkatan Pembimbing
123
Lampiran 2. Surat Keputusan Dekan Fakultas Teknik UNY
124
Lampiran 3. Surat Keterangan Persetujuan Tugas Akhir
125
Lampiran 4. Validasi Instrumen Penelitian Experts Judgement 1
126
Lampiran 5. Validasi Instrumen Penelitian Experts Judgement 2
127
Lampiran 6. Dokumentasi Penelitian
128
Lampiran 7. Validasi Instrumen Ahli Materi oleh Experts Judgement 1
129
130
131
132
133
Lampiran 8. Validasi Instrumen Mahasiswa oleh Experts Judgement 1
134
135
136
Lampiran 9. Validasi Instrumen Ahli Media oleh Experts Judgement 1
137
138
139
140
Lampiran 10. Validasi Instrumen Ahli Materi oleh Experts Judgement 2
141
142
143
Lampiran 11. Validasi Instrumen Ahli Media oleh Experts Judgement 2
144
145
146
Lampiran 12. Daftar Hadir Uji Pemakai Kelompok Kecil
147
Lampiran 13. Daftar Hadir Uji Pemakai Kelompok Besar
148
Lampiran 14. Instrumen Penelitian Untuk Pengguna Media
149
150
151
Lampiran 15. Lembar Observasi Ahli Materi oleh Drs. Kadarisman
152
153
154
155
Lampiran 16. Lembaga Observasi Ahli Materi oleh Dr. Eko Marpanaji
156
157
158
159
Lampiran 17. Lembaga Observasi Ahli Madia oleh Muh. Munir, M.Pd
160
161
162
163
Lampiran 18. Lembaga Observasi Ahli Media oleh Adi Dewanto, M.Kom
164
165
166
167
Lampiran 19. Desain Mekanik Gear Box
